中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所等單位的科研人員近日首次發(fā)現(xiàn)了一種新的镎（Np）同位素核222Np，并驗(yàn)證了Np同位素核中N = 126中子滿殼的穩(wěn)定性。222Np是近代物理所繼發(fā)現(xiàn)新核素219,220,223, 224Np之后，在該同位素鏈中發(fā)現(xiàn)的又一個(gè)新核素。相關(guān)成果于7月13日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上。
充氣反沖核譜儀作為合成新核素的一類裝置，產(chǎn)生的核素在其中飛行的時(shí)間一般約1微秒。近代物理所等單位的科研人員利用蘭州重離子加速器的充氣反沖核譜儀SHANS裝置，首次合成了半衰期為380納秒，且具有α放射性的Np新同位素核222Np(N = 129，Z = 93)。這幾乎達(dá)到了該類裝置研究短壽命核素的極限。
在超鉛（Z > 82）的缺中子核區(qū)，α衰變是原子核的一種普遍的衰變方式。因此在該核區(qū)，α衰變譜學(xué)這一傳統(tǒng)而強(qiáng)效力的方法仍然被廣泛用來(lái)鑒別新核素，研究原子核的性質(zhì)及殼結(jié)構(gòu)演化。
此前，通過(guò)對(duì)原子核α衰變規(guī)律的研究，有研究者在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，在U同位素核(質(zhì)子數(shù)Z = 92)中存在N = 126殼效應(yīng)減弱的現(xiàn)象。然而，有關(guān)N = 126殼效應(yīng)在Z > 92的核素中是否依然存在的研究還非常有限。
借助于先進(jìn)的波形采樣數(shù)字化電子學(xué)系統(tǒng)，采用注入核-α關(guān)聯(lián)的分析方法，研究人員建立了來(lái)自該新核素的六條α衰變鏈，從而在實(shí)驗(yàn)上得到了它的衰變性質(zhì)。
222Np的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步完善了N = 126中子滿殼附近Np同位素核α衰變的系統(tǒng)性。至此，研究人員不僅可以在宏觀層面——α衰變能、半衰期，也可以從微觀層面——約化α衰變寬度來(lái)系統(tǒng)性地探討Np同位素核中N = 126中子滿殼的穩(wěn)定性。研究驗(yàn)證了Np核中的N = 126中子殼效應(yīng)依然存在。
該工作由中科院近代物理所聯(lián)合中山大學(xué)、廣西師范大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中科院理論物理研究所、遼寧師范大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等單位共同完成。該工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。
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