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　　近日，中國科學(xué)院近代物理研究所的科研人員與合作者合成了新核素釷-207，并發(fā)現(xiàn)了Z>82, N<126核區(qū)α衰變能的奇偶效應(yīng)，相關(guān)成果以Letter的形式于5月19日發(fā)表在Physical Review C上。 

　　中科院近代物理研究所的科研人員與來自中山大學(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-Weizsacker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)除了通過對(duì)能之外，還通過核子散射來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-Weizsacker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。 

　　該工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持。 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.L051302 

　　圖1. ³⁶Ar+¹⁷⁶Hf 反應(yīng)產(chǎn)物三重關(guān)聯(lián)鏈ER-a1-a2的二維圖。橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別代表母核和子核的α粒子能量。(圖/楊華彬) 

　　圖2. α衰變能的奇偶效應(yīng)。（a）缺中子Po-U同位素基態(tài)到基態(tài)的α衰變能隨中子數(shù)的變化情況。（b）利用三點(diǎn)公式提取的a衰變能沿同位素鏈的奇偶震蕩。（c）同位素奇偶震蕩的幅度分布。（d）部分同中子素基態(tài)到基態(tài)的α衰變能隨中子數(shù)的變化情況。（e）α衰變能沿同中子素鏈的奇偶震蕩。（f）同中子素奇偶震蕩幅度分布。(圖/楊華彬) 

　　                                                （超重核與核結(jié)構(gòu)室 供稿）