中國科學(xué)院近代物理研究所與重離子科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)，在核物理研究領(lǐng)域取得重大突破。該團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外合作者，依托蘭州重離子加速器國家實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)裝置，成功合成出全新核素锫-235及其衰變產(chǎn)物镅-231，相關(guān)成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《Physics Letters B》。

此次研究聚焦于質(zhì)子數(shù)95至97的缺中子錒系核區(qū)，該區(qū)域因原子核裂變位壘較低、產(chǎn)生截面極?。▋H皮巴量級(jí)），且存在多種衰變模式競爭，長期以來被視為核合成領(lǐng)域的"無人區(qū)"。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用中國超重元素研究專用加速器（CAFE2）提供的強(qiáng)流氬-40束流轟擊金-197靶，通過熔合蒸發(fā)反應(yīng)，在充氣反沖核譜儀（SHANS2）上首次觀測(cè)到锫-235的合成信號(hào)。

實(shí)驗(yàn)過程中，科研人員運(yùn)用單原子核靈敏探測(cè)技術(shù)，成功捕獲三條具有能量-位置-時(shí)間關(guān)聯(lián)的阿爾法衰變鏈。精確測(cè)量顯示，锫-235的衰變粒子能量達(dá)7632千電子伏特，其子核镅-231的衰變能量為7109千電子伏特，半衰期確定為75秒，阿爾法衰變分支比為17%。這些數(shù)據(jù)不僅填補(bǔ)了缺中子锫-镅同位素衰變體系的空白，更將人類對(duì)重核區(qū)核結(jié)構(gòu)的認(rèn)知邊界向前推進(jìn)了重要一步。

研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)現(xiàn)有理論質(zhì)量模型進(jìn)行了系統(tǒng)性驗(yàn)證。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，針對(duì)極端缺中子锫-镅同位素，主流理論計(jì)算的阿爾法衰變能普遍高于實(shí)驗(yàn)值約10%-15%，且對(duì)锫同位素衰變趨勢(shì)的預(yù)測(cè)存在顯著偏差。這種理論與實(shí)驗(yàn)的差異為優(yōu)化核質(zhì)量模型提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)約束，特別是為改進(jìn)描述重核裂變位壘的微觀理論提供了重要依據(jù)。

該成果標(biāo)志著我國在超重新核素合成領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平，相關(guān)技術(shù)平臺(tái)和探測(cè)方法為探索更重元素合成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。研究過程中發(fā)展出的強(qiáng)流束流-反沖核分離技術(shù)體系，已具備向更重核區(qū)拓展的潛力，有望在合成119號(hào)、120號(hào)元素等前沿課題中發(fā)揮關(guān)鍵作用。