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提供關鍵樣本 科學家在實驗中觀測到新核素鋁-20
2025年08月05日 13:33:21
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：315
鋁-20基態(tài)通過級聯(lián)的質子-雙質子發(fā)射的兩步過程進行衰變。首先，基態(tài)鋁-20會發(fā)射一個質子，衰變?yōu)橹虚g態(tài)鎂-19，隨后鎂-19基態(tài)同時發(fā)射兩個質子，最終衰變?yōu)榉€(wěn)定核素氖-17。
核素是指具有一定數(shù)目質子和一定數(shù)目中子的一種原子。同一種同位素的核性質不同的原子核，它們的質子數(shù)相同而中子數(shù)不同，結構方式不同，因而表現(xiàn)出不同的核性質。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3300多種核素，其中不足300種為自然界中天然存在的穩(wěn)定核素，其余均為不穩(wěn)定核素，會發(fā)生放射性衰變。
而這些衰變也存在差異性，目前常見的衰變模式有α衰變、β-衰變、β+衰變、電子俘獲(EC)、γ躍遷以及裂變等，不同的衰變本身也放映了不同的核性質。事實上，原子核都有“同核異能態(tài)”的現(xiàn)象，具有相同質子數(shù)和中子數(shù)的原子核衰變方式、半衰期、能量等等都可能是不同的，因此核素也就成了表達核性質的獨立概念。
近日，中國科學院近代物理研究所在原子核的奇特衰變研究領域獲得新的進展，相關研究團隊首次在實驗中觀測到新核素鋁-20，并發(fā)現(xiàn)其通過稀有的三質子發(fā)射模式進行衰變。與自然界穩(wěn)定存在的鋁同位素相比，鋁-20少7個中子，這也使得其是目前為止，人類發(fā)現(xiàn)的最輕鋁同位素。
根據(jù)相關報道介紹，在此次研究中，科研人員基于德國亥姆霍茲重離子研究中心的碎片分離器裝置，利用飛行中衰變實驗技術測量了鋁-20衰變產物的角關聯(lián)，首次觀測到新核素鋁-20的三質子發(fā)射現(xiàn)象。
研究顯示，鋁-20基態(tài)通過級聯(lián)的質子-雙質子發(fā)射的兩步過程進行衰變。首先，基態(tài)鋁-20會發(fā)射一個質子，衰變?yōu)橹虚g態(tài)鎂-19，隨后鎂-19基態(tài)同時發(fā)射兩個質子，最終衰變?yōu)榉€(wěn)定核素氖-17。
這一過程體現(xiàn)了鋁-20作為首例具有“子核”雙質子放射性的三質子發(fā)射核的獨特性。值得一提的是，由于三質子發(fā)射需克服質子間的強庫侖斥力，僅在極端缺中子核素中可能出現(xiàn)，因此鋁-20也為研究原子核在極端條件下的行為提供了關鍵樣本，推動了核物理對原子核存在極限的探索。
目前相關論文發(fā)表在國際期刊《物理評論快報》上，感興趣的讀者可以查閱學習。
本文參考資料來源：中國科學報
本文參考資料來源：中國科學報
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