2024年3月,中科院近代物理研究所团队用兰州重离子加速器,首次造出了锫-235和镅-231。这两类原子核一直没被制造出来,因为它们缺少中子又特别不稳定。做这个实验就像玩一个超难的拼图游戏,成功率只有皮巴量级,比亿万分之一还低。
团队用氩-40粒子撞金原子,制造出了目标核素。关键是他们让加速器的束流强度比外国强了30%,还升级了探测设备。以前的工具只能看“是什么”,现在能一边筛出新核素一边记录衰变过程,就像同时用高清相机和运动追踪仪。
实验发现主流的物理模型算错了衰变能量,实际值比理论值低8%到12%。这说明科学家得修改计算方式,否则模型会持续出错。比如镅-231的半衰期测出来是67.3小时,和预测值相差极大。
这些成果现在开始派上用场。医疗团队打算用来制备精准放射性药剂,核能领域拿技术优化反应堆燃料处理。连建新加速器都用到实验里的数据优化方案。
中国和英俄等国的科研团队这次联合行动,连欧洲核子研究中心都来借技术经验。国内的上海光源还和兰州加速器共享数据,就像两个大实验室连成了一张网。有个小插曲是,有科学家提议给新核素起中文名字,但还在讨论中。
对比历史,人工合成镅是1944年的事,而这次锫-235的发现比2003年造出的锫-240更往前推进了一步。最近欧盟也在搞加速器升级计划,中国未来的设备可能在2030年左右成为关键。
这事让很多人开始想,基础研究到底值不值钱?虽然花了很多钱和时间,但研究者说长期回报能翻27倍。不过现在先不说这个,实验本身已经说明问题。
