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【中國(guó)科技網(wǎng)】近代物理所合成新核素釷-207并發(fā)現(xiàn)α衰變能的奇偶效應(yīng)

  

  5月25日,記者從中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所獲悉,該所科研人員與合作者合成了新核素釷-207,并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子數(shù)大于82、中子數(shù)小于126(Z>82, N<126)核區(qū)α衰變能的奇偶效應(yīng),相關(guān)成果以快報(bào)的形式于5月19日發(fā)表在《物理評(píng)論C》上。

  中科院近代物理所研究員甘再?lài)?guó)團(tuán)隊(duì)與來(lái)自中山大學(xué)、蘭州大學(xué)、廣西師范大學(xué)、中科院理論物理研究所、同濟(jì)大學(xué)、俄羅斯聯(lián)合核子研究所的研究者合作,在蘭州重離子加速器的充氣反沖核譜儀上通過(guò)熔合蒸發(fā)反應(yīng)36Ar+176Hf,成功合成出新核素釷-207,并測(cè)得其α粒子能量和半衰期分別為8167(21) keV和9.7(+46.6-4.4) ms。此次合成的釷-207是近代物理所合成的第34個(gè)核素。

  該研究還發(fā)現(xiàn)并解釋了α衰變能的奇偶效應(yīng)這一新現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)新測(cè)量數(shù)據(jù)和已有數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析,研究人員發(fā)現(xiàn)在Z>82,N<126核區(qū),無(wú)論是同位素還是同中子素的α衰變能都呈現(xiàn)出規(guī)律的奇偶震蕩,震蕩幅度為20-160 keV。而這一發(fā)現(xiàn)與人們通常根據(jù)Bethe-Weizs?cker公式認(rèn)為的α衰變能不存在奇偶效應(yīng)相矛盾。

  為了探索α衰變能奇偶效應(yīng)的形成機(jī)制,研究人員分別利用了相對(duì)論Hartree-Fock-Bogoliubov模型(RHFB)和大規(guī)模殼模型(LSSM)對(duì)Z>82,N<126核區(qū)原子核進(jìn)行理論分析。RHFB模型計(jì)算表明,α衰變能的奇偶效應(yīng)來(lái)自對(duì)關(guān)聯(lián)和未配對(duì)核子的阻塞效應(yīng)。其中對(duì)關(guān)聯(lián)除了通過(guò)對(duì)能之外,還通過(guò)核子散射來(lái)影響衰變能的奇偶震蕩。LSSM模型結(jié)果顯示,α衰變能的奇偶效應(yīng)是由包含了特別軌道的組態(tài)混合引起的。值得注意的是,無(wú)論是RHFB模型中的核子散射還是LSSM模型中的組態(tài)混合,都超出了平均場(chǎng)的理論框架,且都不包含在經(jīng)典的Bethe-Weizs?cker公式中。

  本工作不僅合成了新核素釷-207, 還揭示了α衰變能呈現(xiàn)奇偶效應(yīng)的原因,這對(duì)于進(jìn)一步改進(jìn)原子核質(zhì)量公式提出了要求。

  《中國(guó)科技網(wǎng)》報(bào)道鏈接:http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202205/52f4de0a98fa41f688917dffbfbd0851.shtml

  

  

  原載于《中國(guó)科技網(wǎng)》 2022-05-25 ,記者 頡滿(mǎn)斌