科技日报记者 颉满斌 叶青
记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉，该所科研团队与合作者依托强流重离子加速器装置（HIAF），成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153。这是HIAF调试期间取得的首个物理成果，验证了我国新一代强流重离子研究装置已具备探索未知核素、拓展核素版图的能力，标志着HIAF的科学发现之旅正式开启。相关成果以短通讯形式发表于《科学通报》。
原子核由质子和中子组成，质子和中子不同数量的组合形成了丰富多彩的核素世界。探索未知核素、研究原子核存在的边界是核物理领域的重要前沿。铪-153位于缺中子重核区域，是研究原子核结构演化和稳定极限的重要对象，在本次实验前还未见报道。发现并精确测量该核素，有助于检验核理论模型，深化对原子核结构规律的认识。
实验中，科研团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶，通过弹核碎裂反应产生放射性核素。反应产物经高能放射性束流线筛选后，注入高精度环形谱仪。团队利用等时性质谱技术进行测量，共观测到10个铪-153离子。测量结果表明，铪-153是一个束缚或弱束缚核素，与现有理论模型预测一致。同期，日本理化学研究所也独立报道了铪-153的观测结果，两项研究相互印证，进一步体现了该核素的重要研究价值。
此次实验能够成功探测到产生概率极低的铪-153，得益于HIAF多项关键技术的协同发展。高强度重离子束流提升了稀有核素的产生能力，高性能的放射性束流线实现了目标核素的高效分离，高精度环形谱仪等时性质谱技术具备灵敏的单离子探测能力，为鉴别稀有原子核提供了重要支撑。
据悉，随着HIAF性能持续提升，未来实验的探测能力预计还将提高约两个数量级。HIAF将在探索未知核区、发现新核素和研究极端条件下原子核性质方面发挥更加重要的作用。
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