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充氣反沖核譜儀SHANS（中國科學院近代物理研究所圖片）
中國科學院近代物理研究所研究團隊，利用中國超重元素研究加速器裝置（CAFE2），成功於國際首次合成新核素鏷-210，此是目前已知的最缺中子的鏷（Pa）同位素，成果論文5月29日已在國際學術期刊《自然·通訊》發表。
僅有三千多種核素已被合成觀測
國際學術期刊《自然·通訊》5月29日刊出題為 Discovery of the α-emitting isotope 210Pa 論文。通訊作者、中國科學院近代物理研究所研究員甘再國介紹，原子核由質子和中子構成，原子核中的質子數目決定了原子的原子序數，即原子屬於哪種元素。每個元素的家族都有許多同位素，它們質子數相同，但中子數不同。不同數量的質子和中子構成了不同的核素。
自然界中存在約288種穩定核素，它們分布在核素圖中狹長的穩定線附近。然而，當原子核遠離穩定線時，其穩定性降低，會表現出α衰變、β衰變、自發裂變等衰變特性。理論預測可能存在約7000種核素，但目前僅有3300多種被實驗合成並觀測到。
核素是原子核物理研究前沿熱點
論文第一作者、中國科學院近代物理研究所副研究員張明明表示，合成與研究新核素是原子核物理研究的前沿熱點，對於探索原子核的存在極限、揭示新物理現象、深化對物質結構的理解具有重要意義；在極端缺中子的錒系核區，新核素的產生概率極低，且壽命極短，對實驗合成研究帶來了巨大挑戰。
CAFE2示意圖（論文擷圖）
此項研究中，團隊利用CAFE2提供的鈣-40束流轟擊鑥-175靶，通過熔合蒸發反應，在充氣反沖核譜儀成功合成新核素鏷-210，並測量了鏷-210的α衰變能量和半衰期。結合已有實驗數據，團隊拓展了重核區質子滴線附近核素α衰變性質的系統性，並檢驗了理論模型對遠離穩定線原子核性質的預言。
實驗測得的α衰變能譜和母子核α粒子能量的二維符合散點圖（論文擷圖）
論文通訊作者、中國科學院近代物理研究所研究員馬龍稱，這一成果驗證了CAFE2在極低反應截面條件下合成與探測目標核的能力，為我國新元素合成研究積累了經驗。