近日，中国科学院近代物理研究所与合作单位的科研人员首次合成了缺中子新核素锇-160和钨-156，揭示了中子数为82的壳效应在极端缺中子核素中增强的现象。相关成果于2月15日以亮点文章编辑推荐(Editors’Suggestion)的形式发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被美国物理学会的Physics杂志在线报道。 

　　远离 稳定线的原子核壳结构的演化一直是核物理学研究的热点问题。已有研究表明，在核素图的丰中子一侧出现了传统幻数消失和新幻数出现的现象，这引起了研究人员的广泛关注。在缺中子核区，新核素合成与 衰变性质测量是研究壳结构及其演化的有效途径之一。

　　依托兰州重离子加速器，研究团队利用充气反冲核谱仪SHANS，通过熔合蒸发反应合成了锇-160和钨-156两个新核素。研究发现，锇-160（中子数为84）具有 放射性，而钨-156（中子数为82）具有 ⁺衰变的放射性。团队测量了锇-160的 衰变粒子能量、半衰期及钨-156的半衰期等性质。 

　　通过系统分析新测量数据和已有数据，研究人员发现中子数为84、85的同中子素的 衰变约化宽度从质子数为68到76都呈现规律的下降趋势。这表明，随着原子序数的增加，中子数为84、85的同中子素的 粒子预形成概率变小。研究团队认为上述现象是由中子数为82的壳效应增强引起的，该解释也得到了三种不同原子核质量模型的支持。 

　　进一步的研究显示，中子数为82的中子壳效应增强的原因在于不断逼近可能存在的双幻核——铅-164 (质子数为82、中子数为82)。尽管铅-164在质子滴线外很远，但增强的壳效应有可能让它成为一个束缚或者准束缚的原子核。 

　　该研究首次明确给出了中子数为82的中子壳在缺中子核素一侧的演化情况，同时使我国的新核素研究进入一个新的核区。 

　　本工作由近代物理所超重核与核结构研究室联合中国科学院大学、先进能源科学与技术广东省实验室、山东大学、中山大学、广西师范大学、中国科学院理论物理研究所、同济大学的研究人员合作完成。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、广东省基础与应用基础研究重大项目、国家自然科学基金等多个项目的支持。 

　　文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.072502 

　　Physics报道链接：https://physics.aps.org/articles/v17/s22 

　　 

 

　　图：(a) 偶质子和(b)奇质子N=84、85同中子素的 衰变约化宽度随原子序数的变化情况。(c) 根据AME2020提取的N=82中子壳隙与三种不同理论模型的比较。（图源/Physical Review Letters） 

　　 

 

　　图：新核素锇-160和钨-156在核素图上的位置。（图/杨华彬） 

　　  

　　  

　　                                              （超重核与核结构室 供稿）