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我校核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院張豐收教授參加的在國家重大科學(xué)裝置-蘭州重離子加速器開展的核物理實驗中,采用188 MeV的⁴⁰Ar轟擊¹⁸⁷Re,在4n蒸發(fā)道產(chǎn)生的目標(biāo)核,在飛行中被蘭州充氣反沖譜儀（SHANS）快速分離并注入硅探測器中, 通過能量、位置、時間關(guān)聯(lián)鑒別方法，成功合成半衰期僅為短壽命缺中子新核素²²³Np，其α衰變能為9477（44）keV。

原子核殼模型類似于原子中電子的殼層，當(dāng)殼層填滿時特別穩(wěn)定。當(dāng)原子核的質(zhì)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, 這些被稱為質(zhì)子或中子幻數(shù)，所對應(yīng)的殼（shell）被稱為主殼。目前已知的最大質(zhì)子幻數(shù)是Z =82，探究質(zhì)子殼結(jié)構(gòu)在Z =82以上的演化對于認(rèn)識超重核的殼結(jié)構(gòu)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(guān)于是否存在Z = 92質(zhì)子亞殼長期以來一直有爭議。這次實驗結(jié)果否定了質(zhì)子數(shù)Z = 92質(zhì)子亞滿殼的存在, 為質(zhì)子數(shù)Z > 82的下一個幻數(shù)的理論預(yù)言提供了重要的參考價值。

遠(yuǎn)離?β穩(wěn)定線新核素的合成及其衰變性質(zhì)的研究是國際核物理研究的前沿。原子序數(shù)大于90的缼中子新核素由于產(chǎn)生截面低，壽命短，并且隨著原子序數(shù)的增加，復(fù)合核的裂變幾率迅速增大，蒸發(fā)質(zhì)子和α粒子占主導(dǎo)地位，遠(yuǎn)超過蒸發(fā)中子，因此其合成與探測成為核物理界的巨大挑戰(zhàn)。相比二十年前發(fā)現(xiàn)镎的缼中子同位素²²⁵Np，這次實驗觀測到了短壽命缺中子新核素²²³Np，是遠(yuǎn)離?β穩(wěn)定線新核素合成的一項重大進(jìn)展。

該工作受到國家自然科學(xué)基金委員會重點項目：超重核與豐中子核的產(chǎn)生研究(項目編號:11635003)等其他國家自然科學(xué)基金項目和國家重點研發(fā)計劃項目等的支持。國內(nèi)外9個單位的30名人員參加了該實驗工作，相關(guān)成果發(fā)表在Physics Letter B。文章鏈接：