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核科学与技术学院张丰收教授参加的核物理实验中首次合成新核素223Np 发布时间:2017-07-12 浏览次数:

我校核科学与技术学院张丰收教授参加的在国家重大科学装置-兰州重离子加速器开展的核物理实验中,采用188 MeV的40Ar轰击187Re,在4n蒸发道产生的目标核,在飞行中被兰州充气反冲谱仪(SHANS)快速分离并注入硅探测器中, 通过能量、位置、时间关联鉴别方法,成功合成半衰期仅为短寿命缺中子新核素223Np,其α衰变能为9477(44)keV。

原子核壳模型类似于原子中电子的壳层,当壳层填满时特别稳定。当原子核的质子数或中子数是2, 8, 20, 28, 50, 82和中子数是126时, 原子核特别稳定, 这些被称为质子或中子幻数,所对应的壳(shell)被称为主壳。目前已知的最大质子幻数是Z =82,探究质子壳结构在Z =82以上的演化对于认识超重核的壳结构性具有重要意义。相对于主壳而言, 亚壳(subshell)在维持原子核稳定性上要弱一些,理论上关于是否存在Z = 92质子亚壳长期以来一直有争议。这次实验结果否定了质子数Z = 92质子亚满壳的存在, 为质子数Z > 82的下一个幻数的理论预言提供了重要的参考价值。

远离 β稳定线新核素的合成及其衰变性质的研究是国际核物理研究的前沿。原子序数大于90的缼中子新核素由于产生截面低,寿命短,并且随着原子序数的增加,复合核的裂变几率迅速增大,蒸发质子和α粒子占主导地位,远超过蒸发中子,因此其合成与探测成为核物理界的巨大挑战。相比二十年前发现镎的缼中子同位素225Np,这次实验观测到了短寿命缺中子新核素223Np,是远离 β稳定线新核素合成的一项重大进展。

该工作受到国家自然科学基金委员会重点项目:超重核与丰中子核的产生研究(项目编号:11635003)等其他国家自然科学基金项目和国家重点研发计划项目等的支持。国内外9个单位的30名人员参加了该实验工作,相关成果发表在Physics Letter B。文章链接:


http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317302654



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