首次产生并鉴别核素铪-153 中国强流重离子加速器装置首个成果发表
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中新网北京8月5日电 (记者 孙自法)中国科学院近代物理研究所8月5日向媒体发布消息说，该所新建成投入试运行阶段尚未“满月”的强流重离子加速器装置(HIAF)，其在调试期间取得的首个物理成果——首次产生并鉴别核素铪-153，相关论文近日在综合学术期刊《科学通报》(Science Bulletin)发表。
铪-153在核素图上的位置(图/胡厚宇 李宏福)。中国科学院近代物理研究所 供图
铪-153位于缺中子重核区域，是研究原子核结构演化和稳定极限的重要对象，在本次实验前还未见报道。强流重离子加速器装置成功产生并鉴别稀有原子核铪-153，有助于检验核理论模型，深化对原子核结构规律的认识。
强流重离子加速器装置发表的首个成果，由中国科学院近代物理研究所科研团队与中外合作者共同完成，不仅验证了中国新一代强流重离子研究装置已具备探索未知核素、拓展核素版图的能力，也标志着该大科学装置正式开启科学发现之旅。
强流重离子加速器装置内一角。中新网记者 孙自法 摄
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科研团队介绍说，原子核由质子和中子组成，质子和中子不同数量的组合形成了丰富多彩的核素世界。探索未知核素、研究原子核存在的边界是核物理领域的重要前沿。
此次实验研究中，科研团队利用强流重离子加速器装置增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶，通过弹核碎裂反应产生放射性核素。反应产物经高能放射性束流线筛选后，注入高精度环形谱仪。团队利用等时性质谱技术进行测量，共观测到10个铪-153离子。测量结果表明，铪-153是一个束缚或弱束缚核素，与现有理论模型预测一致。
本项研究由中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术全国重点实验室联合中国科学院大学、德国亥姆霍兹重离子研究中心、德国科隆大学、东华理工大学、先进能源科学与技术广东省实验室等共同完成。同期，日本理化学研究所也独立发表铪-153的观测结果，中日两项研究相互印证，进一步体现出核素铪-153的重要研究价值。
科研团队表示，此次实验能够成功探测到产生概率极低的铪-153，得益于强流重离子加速器装置多项关键技术的协同发展，包括高强度重离子束流提升稀有核素的产生能力、高性能的放射性束流线实现目标核素的高效分离、高精度环形谱仪等时性质谱技术具备灵敏的单离子探测能力，为鉴别稀有原子核提供了重要支撑。
该团队透露，随着强流重离子加速器装置性能持续提升，其未来实验的探测能力预计还将提高约两个数量级，将在探索未知核区、发现新核素和研究极端条件下原子核性质方面发挥更加重要的作用。
强流重离子加速器装置航拍图。中国科学院近代物理研究所 供图
据悉，作为世界上第一台超导直线加速器、环形同步加速器和储存环“三合一”的先进重离子研究装置，位于广东省惠州市的强流重离子加速器装置7月下旬顺利通过工艺验收，进入试运行阶段投入科学研究。(完)
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