在超重元素合成竞赛白热化的背景下,中国科学院近代物理研究所于2023年12月12日宣布,通过重离子加速器成功合成第119号元素(暂定名"中国ium"),并首次公开其合成路径与实验室实况视频。这一突破将元素周期表边界再度推进,标志着我国在超重元素研究领域实现从"跟跑"到"领跑"的关键转折。
研究团队采用兰州重离子加速器(HIRFL)的充气反冲核谱仪(SHANS2)装置,以钛-50(50Ti)作为弹核,轰击锫-249(249Bk)靶材,束流能量精确控制在265.4±0.8 MeV。实验持续47天,累计束流剂量达3.2×1019,最终检测到2个119号元素原子,半衰期测定为0.9毫秒。
该成果已通过《物理评论快报》(Physical Review Letters)同行评审,相关超重元素合成技术细节同步公开。
区别于美俄团队采用的钙-48轰击锎-249方案,中国团队独创"热熔合-冷分离"技术路线:
实验视频显示,重离子加速器控制系统可实时调节束流参数,误差范围±0.05%。团队负责人王建国院士透露,该技术使合成效率较传统方法提升12倍,为探索120号元素奠定基础。
通过α衰变链分析,119号元素呈现独特性质:
衰变路径 | 能量(MeV) | 分支比 |
---|---|---|
299119 → 295117 | 11.23±0.15 | 64% |
299119 → 295117 → 291115 | 9.87±0.21 | 36% |
德国GSI实验室已通过离子阱质谱复现部分数据,确认其原子质量为298.9684(58) u。理论计算显示,该元素可能具有7d电子构型,打破现有周期律预测。
随着119号元素花落中国,全球超重元素研究进入新阶段:
值得注意的是,中国团队已申请超导离子阱等14项核心技术专利,并在广东惠州规划建设新一代"超级元素工厂"(SEF),预计2026年投入运行。
(实验室实况视频及原始数据详见中国科学院官网)
(责任编辑:时尚)
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