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近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所與合作單位首次合成了缺中子新核素鋨-160和鎢-156，揭示了中子數(shù)為82的殼效應(yīng)在極端缺中子核素中增強(qiáng)的現(xiàn)象。2月15日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上。
依托蘭州重離子加速器，該研究利用充氣反沖核譜儀SHANS，通過(guò)熔合蒸發(fā)反應(yīng)合成了鋨-160和鎢-156兩個(gè)新核素。研究發(fā)現(xiàn)，鋨-160（中子數(shù)為84）具有α放射性，而鎢-156（中子數(shù)為82）具有β+衰變的放射性。該團(tuán)隊(duì)測(cè)量了鋨-160的α衰變粒子能量、半衰期及鎢-156的半衰期等性質(zhì)。
該研究通過(guò)系統(tǒng)分析新測(cè)量數(shù)據(jù)和已有數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，中子數(shù)為84、85的同中子素的α衰變約化寬度從質(zhì)子數(shù)為68到76都呈現(xiàn)規(guī)律的下降趨勢(shì)。這表明隨著原子序數(shù)的增加，中子數(shù)為84、85的同中子素的α粒子預(yù)形成概率變小。研究認(rèn)為，上述現(xiàn)象是中子數(shù)為82的殼效應(yīng)增強(qiáng)引起的。這一解釋得到了三種不同原子核質(zhì)量模型的支持。
進(jìn)一步的研究顯示，中子數(shù)為82的中子殼效應(yīng)增強(qiáng)的原因在于不斷逼近可能存在的雙幻核——鉛-164（質(zhì)子數(shù)為82、中子數(shù)為82）。盡管鉛-164在質(zhì)子滴線外很遠(yuǎn)，但增強(qiáng)的殼效應(yīng)有可能讓它成為一個(gè)束縛或者準(zhǔn)束縛的原子核。
遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線的原子核殼結(jié)構(gòu)的演化是核物理學(xué)研究的熱點(diǎn)。有研究表明在核素圖的豐中子一側(cè)出現(xiàn)了傳統(tǒng)幻數(shù)消失和新幻數(shù)出現(xiàn)的現(xiàn)象，這引起了科研人員的廣泛關(guān)注。在缺中子核區(qū)，新核素合成與α衰變性質(zhì)測(cè)量是研究殼結(jié)構(gòu)及其演化的有效途徑之一。
該研究首次明確給出了中子數(shù)為82的中子殼在缺中子核素一側(cè)的演化情況，同時(shí)使我國(guó)的新核素研究進(jìn)入一個(gè)新的核區(qū)。
