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提供关键样本 科学家在实验中观测到新核素铝-20
2025年08月05日 13:33:21
来源：化工仪器网 点击量：281
铝-20基态通过级联的质子-双质子发射的两步过程进行衰变。首先，基态铝-20会发射一个质子，衰变为中间态镁-19，随后镁-19基态同时发射两个质子，最终衰变为稳定核素氖-17。
核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。同一种同位素的核性质不同的原子核，它们的质子数相同而中子数不同，结构方式不同，因而表现出不同的核性质。目前，人们已经发现了3300多种核素，其中不足300种为自然界中天然存在的稳定核素，其余均为不稳定核素，会发生放射性衰变。
而这些衰变也存在差异性，目前常见的衰变模式有α衰变、β-衰变、β+衰变、电子俘获(EC)、γ跃迁以及裂变等，不同的衰变本身也放映了不同的核性质。事实上，原子核都有“同核异能态”的现象，具有相同质子数和中子数的原子核衰变方式、半衰期、能量等等都可能是不同的，因此核素也就成了表达核性质的独立概念。
近日，中国科学院近代物理研究所在原子核的奇特衰变研究领域获得新的进展，相关研究团队首次在实验中观测到新核素铝-20，并发现其通过稀有的三质子发射模式进行衰变。与自然界稳定存在的铝同位素相比，铝-20少7个中子，这也使得其是目前为止，人类发现的最轻铝同位素。
根据相关报道介绍，在此次研究中，科研人员基于德国亥姆霍兹重离子研究中心的碎片分离器装置，利用飞行中衰变实验技术测量了铝-20衰变产物的角关联，首次观测到新核素铝-20的三质子发射现象。
研究显示，铝-20基态通过级联的质子-双质子发射的两步过程进行衰变。首先，基态铝-20会发射一个质子，衰变为中间态镁-19，随后镁-19基态同时发射两个质子，最终衰变为稳定核素氖-17。
这一过程体现了铝-20作为首例具有“子核”双质子放射性的三质子发射核的独特性。值得一提的是，由于三质子发射需克服质子间的强库仑斥力，仅在极端缺中子核素中可能出现，因此铝-20也为研究原子核在极端条件下的行为提供了关键样本，推动了核物理对原子核存在极限的探索。
目前相关论文发表在国际期刊《物理评论快报》上，感兴趣的读者可以查阅学习。
本文参考资料来源：中国科学报
本文参考资料来源：中国科学报
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