中国科学家领衔首次合成新核素镤-210
中新网北京6月5日电 (记者 孙自法)合成与研究新核素是原子核物理研究的前沿热点，对于探索原子核的存在极限、揭示新物理现象、深化对物质结构的理解具有重大意义，备受学界关注。
记者6月5日从中国科学院近代物理研究所(近代物理所)获悉，利用兰州重离子加速器国家实验室的加速器装置，该所甘再国研究员团队领衔中外合作者首次合成新核素镤-210，该核素是目前已知的最缺中子的镤同位素。
用于本次研究的新一代充气反冲核谱仪。中国科学院近代物理所 供图
这项新核素合成领域的重要研究进展，相关成果论文近日在国际学术期刊《自然-通讯》发表。
论文通讯作者甘再国研究员介绍说，原子核是由质子和中子组成的量子多体系统，不同数量的质子和中子构成了不同的核素。自然界中存在约288种稳定核素，它们分布在核素图中狭长的稳定线附近。然而，当原子核远离稳定线时，其稳定性降低，会表现出α衰变、β衰变、自发裂变等衰变特性。理论预测可能存在约7000种核素，但目前仅有3300多种被实验合成并观测到。
论文第一作者、中国科学院近代物理所副研究员张明明指出，在极端缺中子的锕系核区，新核素的产生概率极低，约亿亿次的轰击才能产生一个目标核素。而且，新核素的寿命通常极短，可至毫秒乃至微秒量级，这对实验合成研究带来巨大的挑战。
在本项研究中，研究团队利用中国超重元素研究加速器装置提供的钙-40束流轰击镥-175靶，通过熔合蒸发反应，在新一代充气反冲核谱仪上成功合成新核素镤-210，并测量出该核素的α衰变能量和半衰期。结合已有实验数据，研究团队还拓展重核区质子滴线附近核素α衰变性质的系统性，并检验了理论模型对远离稳定线原子核性质的预言。
论文另一位通讯作者、中国科学院近代物理所马龙研究员表示，尽管新核素镤-210的合成截面仅约7皮巴(1皮巴=10的-36次方平方厘米)，但得益于中国超重元素研究加速器装置提供的高品质束流，研究团队此次成功观测到23个镤-210事件。这也验证了该装置在极低反应截面条件下合成与探测目标核的能力，为中国的新元素合成研究积累了经验。
据了解，新核素镤-210的合成及研究，由中国科学院近代物理所联合中国科学院大学、先进能源科学与技术广东省实验室、山东大学、中山大学、中国科学院理论物理研究所、同济大学、兰州大学、南京航空航天大学、广西师范大学、英国约克大学等研究人员合作完成。(完)