科研人員使用蘭州重離子加速器(HIRFL)與中國超重元素研究加速器(CAFE2)提供的束流，在充氣反沖譜儀上通過熔合蒸發反應，成功合成新核素錒-204并測量了其α衰變能與半衰期，結果與理論預測相符。此次合成的錒-204是近代物理所發現的第35個新核素,也是在新充氣反沖譜儀SHANS2上合成的首個新核素。
圖 充氣反沖譜儀SHANS2 圖源| 近代物理所
由于原子核的半衰期與其釋放的α粒子能量相關，通常半衰期與α衰變能隨同位素的中子數變化時具有同步的奇偶波動。研究人員發現，這種同步波動并未出現在錒-204與其它中子數少于119的核素中。研究揭示，與具有偶數個中子的原子核錒-205相比，含有奇數個中子的錒-204靠近核表面處形成α結團的幾率更低，即原子核中的不成對中子對核內α團簇的形成具有阻礙作用。
圖 錒-204及其衰變后的子核、孫核發射α粒子的能量與時間分布。圖| 黃明輝
這項研究提供了極端遠離β穩定線核素錒-204與錒-205的質量與衰變數據。這些信息有益于人們理解單核子在α衰變過程中所起的作用。
該工作由中科院近代物理所、中國科學院大學、廣東省東江實驗室的科研人員與中山大學、蘭州大學、廣西師范大學、中科院理論物理研究所、同濟大學、俄羅斯聯合核子研究所的研究者合作完成。
該研究得到了中科院戰略性先導科技專項(B類)、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、國家重點研發計劃與國家自然科學基金等多個項目的支持。
