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　　近日，基于蘭州重離子加速器裝置（HIRFL）的放射性束流線RIBLL1，中國科學(xué)院近代物理研究所超重核與核結(jié)構(gòu)室研究員周小紅、郭松及合作者利用同核異能態(tài)束流研究了電子俘獲致同核異能態(tài)激發(fā)現(xiàn)象。該實驗工作大幅提升了測量精度和可靠性，首次提供了與理論預(yù)期相符的測量結(jié)果，相關(guān)結(jié)果于6月17日發(fā)表在《物理評論快報》上。

　　長壽命的同核異能態(tài)普遍存在。一般情況下，同核異能態(tài)具有MeV量級的激發(fā)能，是潛在的理想儲能材料。如果能夠人工大量生產(chǎn)并控制其退激發(fā)釋放能量，同核異能態(tài)可被用于新一代高能量密度核電池等產(chǎn)品的研發(fā)。理論預(yù)言，同核異能態(tài)有可能被電子俘獲高效激發(fā)，并在后續(xù)退激過程中釋放全部能量。

　　2018年，美國科學(xué)家報道了首例電子俘獲致同核異能態(tài)激發(fā)的現(xiàn)象，然而實驗測量的激發(fā)幾率遠(yuǎn)超理論預(yù)期，引起了學(xué)界的關(guān)注和討論。近代物理所研究人員于2021年在《自然》上發(fā)表的評論文章指出，該工作是在復(fù)雜和極強γ本底條件下開展的，且其本底處理較為理想化，因而可能導(dǎo)致激發(fā)幾率被高估。

　　針對此前實驗工作的不足，近代物理所等的科研人員設(shè)計了全新的實驗方案。本文的第一作者郭松介紹，實驗中，基于初級核反應(yīng)產(chǎn)生^93mMo同核異能態(tài)，他們利用約35米的放射性束流線把^93mMo同核異能態(tài)分離、傳輸?shù)降捅镜诇y量區(qū)，結(jié)合與注入信號的關(guān)聯(lián)，在很低的本底水平下開展了精確測量。

　　科研人員最終沒有觀測到電子俘獲致核激發(fā)的現(xiàn)象，提取的實驗激發(fā)幾率的上限值為2×10^-5。審稿人認(rèn)為：“這項工作與此前報道相比，結(jié)果更加可靠，測量精度也有了顯著的提高。”

　　本文的通訊作者周小紅表示，以上結(jié)果表明，同核異能態(tài)離子在固體材料中慢化和阻停的過程中，激發(fā)幾率很小，這與相關(guān)理論計算結(jié)果一致。他指出，該工作驗證了利用同核異能態(tài)束流研究電子俘獲致核激發(fā)的可行性和必要性，為后續(xù)研究指明了方向。

　　該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.242502

　　《中國科學(xué)報》報道鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/6/481443.shtm

                                                                                                                   （原載于《中國科學(xué)報》 2022-06-28 第1版 ，記者 劉如楠 甘曉）