近代物理所合成百納秒量級新核素222Np

  

  中科院近代物理研究所等單位的科研人員近日首次發現了一種新的Np)同位素核——222Np,并驗證了Np同位素核中N = 126中子滿殼的穩定性。222Np是近代物理所繼發現新核素219,220,223, 224Np之后,在該同位素鏈中發現的又一個新核素。相關成果于7月13日發表在Physical Review Letters上。 

  充氣反沖譜儀作為合成新核素的一類裝置,產生的核素在其中飛行的時間一般約1微秒。中科院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,α衰變是原子核的一種普遍的衰變方式。因此在該核區,α衰變譜學這一傳統而強效力的方法仍然被廣泛地用來鑒別新核素,研究原子核的性質及殼結構演化。 

  此前,通過對原子核α衰變規律的研究,有研究者在實驗中證實,在U同位素核(質子數Z = 92)中存在N = 126殼效應減弱的現象。然而,有關N = 126殼效應在Z > 92的核素中是否依然存在的研究還非常有限。 

  借助于先進的波形采樣數字化電子學系統,采用注入核-α關聯的分析方法,研究人員建立了來自222Np的六條α衰變鏈,從而在實驗上得到了它的衰變性質。 

  222Np的實驗數據,進一步完善了N = 126中子滿殼附近Np同位素核α衰變的系統性。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衰變寬度來系統性地探討Np同位素核中N = 126中子滿殼的穩定性。研究驗證了Np核中的N = 126中子殼效應依然存在。 

  該工作由中科院近代物理所聯合中山大學、廣西師范大學、同濟大學、中科院理論物理所、遼寧師范大學、南京航空航天大學等單位共同完成。該工作得到了中科院戰略性先導科技專項(B類)、國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目、中科院青年創新促進會、中科院前沿科學重點研究項目、廣西自然科學基金項目的支持。 

   文章鏈接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.125.032502
  
 圖1:實驗建立的222Np衰變鏈(超重核與核結構室 供圖)
  
  圖2:84 Z 93缺中子核素的約化α衰變寬度的系統性規律(超重核與核結構室 供圖
   

 

  

                                                                             (超重核與核結構室  供稿

   

   
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