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實驗室“誕生”最重質子發射原子核

2025年06月11日08:33 | 來源:科技日報
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原標題:實驗室“誕生”最重質子發射原子核

  質子發射(又稱質子放射性)是一種罕見的原子核衰變現象,指質子從原子核中逃逸的過程。芬蘭於韋斯屈萊大學加速器實驗室報告稱,他們合成出目前已知最重的質子發射原子核——砹-188。這項成果為人類探索物質極限和原子核結構打開了新窗口,相關論文發表於最新一期《自然·通訊》雜志。

  在核物理研究領域,放射性衰變始終是核心課題之一。質子發射作為其中一種特殊形式,猶如自然界為科學家預留的“顯微鏡”,能讓他們窺見極端條件下核結構的奧秘。當原子核通過發射質子趨向穩定時,往往會展現出令人驚嘆的物理特性。

  研究團隊最新合成的砹-188同位素由85個質子和103個中子構成,是砹元素家族中最“輕”的成員。砹元素在地殼中的含量極其稀少,總量估計不足一湯匙。由於砹-188壽命轉瞬即逝(半衰期極短)且生成截面極低,研究難度極大。生成截面指核反應發生時有效作用區域的橫截面積。

  實驗過程中,科學家們利用鍶-84離子束轟擊天然銀靶,通過熔合蒸發反應鍛造出砹-188原子核。隨后借助RITU反沖分離器的精密檢測系統,成功捕捉到這個稍縱即逝的“核素精靈”。

  此外,理論模型顯示砹-188原子核呈現獨特的“西瓜形”結構。研究還發現,其價質子(即參與反應的最外層質子)的結合能出現異常變化,這可能源於重核區域內某種前所未見的相互作用機制。

  研究團隊強調,最新進展將質子發射原子核的質量紀錄推向了新高度。此外,它不僅揭示了重核區質子發射的獨特機制,更為理解原子核形狀演化提供了關鍵線索。(記者劉霞)

(責編:郝孟佳、李昉)

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