首次！我國科學家合成锫-235與镅-231，蘭州重離子加速器立大功

在我們的印象中，新元素以及同位素的發現及合成，通常都是由美俄歐日的科學家完成的，但是隨著我國科學技術的進步，我國的這一領域也開始出現新成果了。

今年3月30日，中新網、科技日報等權威媒體重磅發布，中國科學院近代物理研究所領銜的國際科研團隊，依托蘭州重離子加速器國家實驗室這一中國大科學裝置，在世界上首次合成新核素锫-235及其阿爾法衰變子核镅-231，相關成果發表于國際專業學術期刊《物理快報B》。

這一突破不僅填補了核素認知版圖的空白，更讓中國在重核區原子核物理研究領域站上國際前沿。

在微觀的原子核世界里，合成新核素是各國科研競爭的前沿高地，而缺中子錒系核區的新核素探索，更是難上加難的“硬核挑戰”。質子數95至97的這一核區，原子核的裂變位壘本就偏低，新核素產生截面僅為皮巴量級，相當于在茫茫宇宙中尋找一顆特定的星辰，再加上衰變模式多樣且相互競爭，想要捕捉并鑒別出新核素，對實驗設備和探測技術的要求達到了極致。

長期以來，這一領域的研究因實驗難度大，進展緩慢，而中國科研團隊的突破，正是瞄準了這一世界性難題，用自主研發的大科學裝置和創新實驗方法，撕開了探索的突破口。

蘭州重離子加速器，正是此次新核素合成的“核心功臣”。作為中國重要的大科學裝置，它為實驗提供了穩定且極高流強的氬-40束流，科研團隊利用這束高能粒子轟擊金-197靶，通過熔合蒸發反應，讓兩種原子核在高速碰撞中融合、裂變，最終在充氣反沖核譜儀上成功捕捉到锫-235與镅-231的蹤跡。

這一過程看似簡單，實則考驗著裝置的精準度與穩定性，極高流強的束流控制能提升核反應的成功率，而充氣反沖核譜儀則能精準篩選出反應產生的新核素，二者的完美配合，是此次實驗成功的硬件基礎。

更值得一提的是，團隊還運用單原子核靈敏的探測鑒別技術，觀測到3條能量-位置-時間高度關聯的阿爾法衰變鏈，首次精準測量出锫-235和镅-231的阿爾法衰變粒子能量，以及镅-231的半衰期和阿爾法衰變分支比，這些精準的實驗數據，為后續研究打下了堅實的基礎。

此次合成新核素的意義，遠不止于發現兩種新的原子核，更在于為原子核物理研究提供了全新的實驗依據。一直以來，科學家們依靠理論質量模型預測原子核的特性，但模型的準確性需要大量實驗數據驗證，而此次研究中，團隊系統對比了理論模型對錒系核區阿爾法衰變能的預言能力，發現對于極端缺中子的锫和镅同位素，理論計算值系統性高于實驗值，且對锫同位素的變化趨勢預言與實驗存在顯著偏離。

這一發現并非否定理論模型，而是為模型的改進指明了方向，讓理論研究能更貼合實際的原子核特性，推動整個原子核物理理論體系的完善。

同時，新測量的衰變數據進一步拓展了缺中子锫和镅同位素的阿爾法衰變系統性，讓人類對這一核區原子核的衰變特性有了更全面、更深入的理解，一步步拼湊起更完整的核素認知版圖。

從科研價值來看，合成锫-235與镅-231，是探索原子核存在極限的重要一步。宇宙中原子核的存在并非無邊界，科學家們一直試圖找到穩定原子核的“極限邊界”，而新核素的每一次發現，都在為這一探索提供新的線索，幫助人類揭開原子核穩定性的奧秘。

同時，這一突破也為揭示新的衰變模式提供了可能，多樣的衰變模式是原子核的重要特性，新核素的衰變數據，或許能讓科學家發現此前未被認知的衰變規律，推動核物理基礎研究的新突破。

而從技術層面來看，此次實驗的成功，檢驗了中國在重離子加速、核素探測等領域的技術實力，蘭州重離子加速器的穩定運行，單原子核探測技術的精準應用，都證明中國已掌握核素合成的核心技術，打破了國外在相關領域的技術優勢。

更值得關注的是，此次研究是國際科研合作的典范，中國科學院近代物理研究所聯合了國內多所高校和科研機構，以及英國約克大學、俄羅斯聯合核子研究所等國外團隊，凝聚全球智慧攻克科學難題。

蘭州重離子加速器的一次成功實驗，讓人類首次認識了锫-235與镅-231，這背后是中國大科學裝置建設的厚積薄發，是科研團隊數十年如一日的潛心研究。在原子核物理的探索之路上，每一個新核素的發現，都是一次向微觀世界的深入邁進，而此次突破，不僅讓中國在這一領域占據了國際前沿，更為后續探索超重核、尋找穩定島等重大科學問題奠定了基礎。

從蘭州重離子加速器到各類大科學裝置，中國正用硬核的科研實力，在微觀的原子核世界里不斷探索，而這些探索的成果，終將推動核技術在能源、醫療、材料等領域的應用，為人類社會的發展貢獻中國智慧和中國力量。

消息來源：中國新聞網3月31日報道《中國大科學裝置在世界上首次合成新核素锫-235與镅-231》
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