新研究提高(gāo)電(diàn)子俘獲緻核激發測量精度

        基于蘭州重離子加速器(qì)裝置（HIRFL）的放射性束流線RIBLL1，中國科學院近代物理(lǐ)研究所（以下簡稱近代物理(lǐ)所）超重核與核結構室研究員周小(xiǎo)紅、郭松及合作(zuò)者利用同核異能态束流研究了電(diàn)子俘獲緻同核異能态激發現象。該實驗工作(zuò)大(dà)幅提升了測量精度和(hé)可(kě)靠性，首次提供了與理(lǐ)論預期相符的測量結果。相關成果日前發表在《物理(lǐ)評論快報》上(shàng)。

長壽命的同核異能态普遍存在。一般情況下，同核異能态具有(yǒu)MeV量級的激發能，是潛在的理(lǐ)想儲能材料。如果能人(rén)工大(dà)量生(shēng)産并控制(zhì)其退激發釋放能量，同核異能态可(kě)被用于新一代高(gāo)能量密度核電(diàn)池等産品的研發。理(lǐ)論預言，同核異能态有(yǒu)可(kě)能被電(diàn)子俘獲高(gāo)效激發，并在後續退激過程中釋放全部能量。

2018年，美國科學家(jiā)報道(dào)了首例電(diàn)子俘獲緻同核異能态激發的現象，然而實驗測量的激發概率遠超理(lǐ)論預期，引起了學界的關注和(hé)討(tǎo)論。近代物理(lǐ)所研究人(rén)員2021年在《自然》上(shàng)發表評論文章指出，該工作(zuò)是在複雜和(hé)極強γ本底條件下開(kāi)展的，且其本底處理(lǐ)較為(wèi)理(lǐ)想化。

針對此前實驗工作(zuò)的不足，科研人(rén)員設計(jì)了全新的實驗方案。論文第一作(zuò)者郭松介紹，實驗中，基于初級核反應産生(shēng)93mMo同核異能态，他們利用約35米的放射性束流線把93mMo同核異能态分離、傳輸到低(dī)本底測量區(qū)，結合與注入信号的關聯，在很(hěn)低(dī)的本底水(shuǐ)平下開(kāi)展了精确測量。科研人(rén)員最終沒有(yǒu)觀測到電(diàn)子俘獲緻核激發的現象，提取的實驗激發概率的上(shàng)限值為(wèi)2×10-5。

這項工作(zuò)與此前報道(dào)相比，結果更加可(kě)靠，測量精度也有(yǒu)了顯著的提高(gāo)。”