科技日報記者 劉霞
質子發(fā)射（又稱質子放射性）是一種罕見的原子核衰變現(xiàn)象，指質子從原子核中逃逸的過程。芬蘭于韋斯屈萊大學加速器實驗室報告稱，他們合成出目前已知最重的質子發(fā)射原子核——砹-188。這項成果為人類探索物質極限和原子核結構打開了新窗口，相關論文發(fā)表于最新一期《自然·通訊》雜志。
在核物理研究領域，放射性衰變始終是核心課題之一。質子發(fā)射作為其中一種特殊形式，猶如自然界為科學家預留的“顯微鏡”，能讓他們窺見極端條件下核結構的奧秘。當原子核通過發(fā)射質子趨向穩(wěn)定時，往往會展現(xiàn)出令人驚嘆的物理特性。
研究團隊最新合成的砹-188同位素由85個質子和103個中子構成，是砹元素家族中最“輕”的成員。砹元素在地殼中的含量極其稀少，總量估計不足一湯匙。由于砹-188壽命轉瞬即逝（半衰期極短）且生成截面極低，研究難度極大。生成截面指核反應發(fā)生時有效作用區(qū)域的橫截面積。
實驗過程中，科學家們利用鍶-84離子束轟擊天然銀靶，通過熔合蒸發(fā)反應鍛造出砹-188原子核。隨后借助RITU反沖分離器的精密檢測系統(tǒng)，成功捕捉到這個稍縱即逝的“核素精靈”。
此外，理論模型顯示砹-188原子核呈現(xiàn)獨特的“西瓜形”結構。研究還發(fā)現(xiàn)，其價質子（即參與反應的最外層質子）的結合能出現(xiàn)異常變化，這可能源于重核區(qū)域內某種前所未見的相互作用機制。
研究團隊強調，最新進展將質子發(fā)射原子核的質量紀錄推向了新高度。此外，它不僅揭示了重核區(qū)質子發(fā)射的獨特機制，更為理解原子核形狀演化提供了關鍵線索。
