科研進展
近代物理所合成新核素锫-235與镅-231
近日，中國科學院近代物理研究所、重離子科學與技術全國重點實驗室超重核研究團隊與合作者利用蘭州重離子加速器國家實驗室加速器裝置，首次成功合成了新核素锫-235及其阿爾法衰變子核镅-231。該研究為理解重核區原子核的核結構、衰變特性等提供了重要實驗依據，進一步拓展了核素的認知版圖。相關成果發表于《Physics Letters B》。
合成與研究新核素是原子核物理的前沿熱點，對探索原子核存在極限、檢驗核質量模型、揭示新衰變模式具有重要意義。在質子數為95至97的缺中子錒系核區，由于原子核的裂變位壘較低，產生截面僅為皮巴量級，且存在多種衰變模式相互競爭的特點，合成和鑒別該核區新核素面臨著一系列實驗挑戰。
研究團隊利用中國超重元素研究專用加速器（CAFE2）提供的極高流強的氬-40束流轟擊金-197靶，通過熔合蒸發反應，在充氣反沖核譜儀（SHANS2）上首次合成了锫-235與镅-231。基于單原子核靈敏的探測鑒別技術，團隊觀測到三條具有能量-位置-時間關聯的阿爾法衰變鏈（如圖所示），首次測量了锫-235和镅-231的阿爾法衰變粒子能量分別為7632 keV和7109 keV，并測量了镅-231的半衰期為75秒、阿爾法衰變分支比為17%。這些研究結果進一步拓展了缺中子锫和镅同位素的阿爾法衰變系統性。
此外，研究團隊還系統比較了相關理論質量模型對錒系核區阿爾法衰變能的預言能力。結果顯示，對于極端缺中子的锫和镅同位素，理論計算值系統性地高于實驗值，且對锫同位素的變化趨勢預言與實驗存在顯著偏離。這一差異為理論模型的進一步改進提供了重要實驗依據。
本工作由近代物理研究所、重離子科學與技術全國重點實驗室聯合先進能源科學與技術廣東省實驗室、中國科學院理論物理研究所、同濟大學、山東大學、廣西師范大學、英國約克大學及俄羅斯聯合核子研究所等單位共同完成。
研究得到了國家重點研發計劃、中國科學院戰略性先導科技專項、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、國家自然科學基金、甘肅省科技重大專項、中國科學院PIFI項目和俄羅斯科學基金等支持。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2026.140365
圖：新核素锫-235衰變鏈
（超重核與核結構室 ??供稿）
