中科院合成新核素钍-207,并发现α衰变能的奇偶效应

2022-05-30 20:28:23

  中科院近代物理研究所以及理论物理研究所、中山大学、兰州大学、广西师范大学、同济大学、俄罗斯联合核子研究所的科研人员,在兰州重离子加速器的充气反冲核谱仪上,通过熔合蒸发反应36^Ar+176^Hf,成功合成出新核素钍-207,并测得其α粒子能量和半衰期,分别为8167keV和9.7ms。此次合成的钍-207是近代物理研究所合成的第34个核素。

  36^Ar+176^Hf 反应产物三重关联链ER-a1-a2的二维图,横坐标和纵坐标分别代表母核和子核的α粒子能量,来自杨华彬

  此外,前述团队发现并解释了α衰变能的奇偶效应这一新现象。通过对新测量数据和已有数据的系统分析发现,在Z>82,N<126核区,无论是同位素还是同中子素的α衰变能都呈现出规律的奇偶震荡,震荡幅度为20-160keV。而这一发现与通常根据Bethe-Weizsacker公式所认为的α衰变能不存在奇偶效应相矛盾。

  为了探索α衰变能奇偶效应的形成机制,研究分别利用相对论Hartree-Fock-Bogoliubov模型和大规模壳模型,对Z>82,N<126核区原子核进行理论分析。RHFB模型计算表明,α衰变能的奇偶效应来自对关联和未配对核子的阻塞效应。其中,对关联除了通过对能之外,还通过核子散射来影响衰变能的奇偶震荡。LSSM模型结果显示,α衰变能的奇偶效应是由包含特别轨道的组态混合引起的。无论是RHFB模型中的核子散射,还是LSSM模型中的组态混合,均超出平均场的理论框架,且都不包含在经典Bethe-Weizsacker公式中。

  α衰变能的奇偶效应,缺中子Po-U同位素基态到基态的α衰变能随中子数的变化情况;利用三点公式提取的a衰变能沿同位素链的奇偶震荡;同位素奇偶震荡的幅度分布;部分同中子素基态到基态的α衰变能随中子数的变化情况;α衰变能沿同中子素链的奇偶震荡;同中子素奇偶震荡幅度分布,来自中科大

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