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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 點擊量：157
鋁-20基態通過級聯的質子-雙質子發射的兩步過程進行衰變。首先，基態鋁-20會發射一個質子，衰變為中間態鎂-19，隨后鎂-19基態同時發射兩個質子，最終衰變為穩定核素氖-17。
核素是指具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子。同一種同位素的核性質不同的原子核，它們的質子數相同而中子數不同，結構方式不同，因而表現出不同的核性質。目前，人們已經發現了3300多種核素，其中不足300種為自然界中天然存在的穩定核素，其余均為不穩定核素，會發生放射性衰變。
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”的現象，具有相同質子數和中子數的原子核衰變方式、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，并發現其通過稀有的三質子發射模式進行衰變。與自然界穩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，人類發現的最輕鋁同位素。
根據相關報道介紹，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，首次觀測到新核素鋁-20的三質子發射現象。
研究顯示，鋁-20基態通過級聯的質子-雙質子發射的兩步過程進行衰變。首先，基態鋁-20會發射一個質子，衰變為中間態鎂-19，隨后鎂-19基態同時發射兩個質子，最終衰變為穩定核素氖-17。
這一過程體現了鋁-20作為首例具有“子核”雙質子放射性的三質子發射核的獨特性。值得一提的是，由于三質子發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，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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