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近代物理所合成新核素223Np

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近代物理所合成新核素223Np

摘要: 　　近日，中國科學院近代物理學習所實驗物理中心學習團隊成功鑒別出短壽命缺中子新核素223Np， 實驗結果否定了Z=92質子亞滿殼的存在�！　嶒炘谔m州充氣譜儀(SHANS)裝置上開展，采用188 MeV的40Ar束轟擊187Re同位 ...

　　近日，中國科學院近代物理學習所實驗物理中心學習團隊成功鑒別出短壽命缺中子新核素223Np， 實驗結果否定了Z=92質子亞滿殼的存在。
　　實驗在蘭州充氣譜儀(SHANS)裝置上開展，采用188 MeV的40Ar束轟擊187Re同位素靶，通過能量、位置、時間關聯(lián)鑒別方法，成功鑒別出半衰期僅為



　　的短壽命缺中子新核素223Np，其a衰變能為9477(44) keV。實驗結果否定了Z=92質子亞滿殼的存在， 為Z82的下一個幻數(shù)的理論預言提供了實驗參考。
　　分立能級的殼層結構是微觀多體系統(tǒng)普遍存在的量子現(xiàn)象，殼效應正是超重元素能夠存在物理基礎。在穩(wěn)定線附近，當原子核的質子數(shù)或中子數(shù)是2， 8， 20， 28， 50， 82和中子數(shù)是126時， 原子核特別穩(wěn)定， 這些被稱為幻數(shù)，它們所對應的殼被稱為主殼。目前已知的質子最大幻數(shù)是Z=82，探究質子殼結構在Z=82以上的演化，對于認識超重核的殼結構性具有重要意義。相對于主殼而言， 亞殼(subshell)在維持原子核穩(wěn)定性上要弱一些。理論上， 關于是否存在Z=92質子亞殼長期以來一直有爭議。相對論平均場(Relativistic Mean-field)模型與宏觀-微觀(Macroscopic–microscopic)模型都預言了Z=92亞殼的存在，而大規(guī)模殼模型計算卻給出了否定結果。
　　新核素223Np的子核219Pa是核素圖上壽命最短的a衰變核素（~60ns）。實驗中采用了數(shù)字化波形采樣技術和快上升的前置放大器，建立了223Np→219Pa→215Ac→211Fr完整的a衰變鏈，也是首次實驗建立219Pa的a衰變鏈。圖1中是三例 (223Np)-a(223Np)-a(219Pa)三重疊加事件。另外實驗中對前放和雙面硅條探測器進行了有效的冷卻， a粒子能量分辨可以達到~20 keV， 極大地提高了實驗的精度。
　　該項學習得到國家自然科學基金、中科院“百人計劃”、科技部973項目的支持。國內外9個單位的學習人員參加了該工作，相關成果已發(fā)表在Physics Letters B上。



　　圖1：三例前放輸出的注入核(223Np)-a(223Np)-a(219Pa)三重疊加事件的波形

近代物理所合成新核素223Np  |  責任編輯：蟲子
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