近代物理所合作开展N~20“反转岛”附近原子核的β衰变研究

　　2014年4月，北京大学物理学院核物理实验组与中国科学院近代物理研究所重离子核反应研究组合作，利用兰州重离子研究装置（HIRFL）放射性束流线1号线（RIBLL1）开展了对“反转岛”区原子核结构的实验研究。利用HIRFL提供的初级束40Ar轰击9Be靶发生碎裂反应，碎裂产物经过RIBLL1分离、纯化，得到了Z∼12，N∼20核区的放射性丰中子次级束。为开展对这些远离稳定线原子核的b衰变实验研究，北京大学物理学院核物理实验组研制了一套新的工作在连续束模式下的b衰变探测系统（Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 747(2014)52–55）。通过精确给出衰变母核和β电子之间的位置关联信息，可以在连续束工作模式下对衰变出射β电子的归属进行准确的判定，大大减少了衰变谱的本底，确保了实验数据的精度，同时增加了束流的有效利用率。利用这套b衰变探测系统，合作实验组通过β-γ、β-n和β-n-γ符合测量对“反转岛”区附近十余个原子核的b衰变进行了研究，得到了它们的衰变纲图。

　　本次实验得到的大部分原子核半衰期实验精度比之前发表的数据有所提高。基于新的实验结果，通过与北京大学和中山大学核结构理论研究者合作，研究了“反转岛”区N = 19∼22同中子素链半衰期的系统性变化规律。首次观察到4条同中子素链的半衰期在Z = 13处都出现了不同程度的“下沉”，其远远超过了原子核奇偶效应可能带来的影响，反映了原子核结构在Z = 13附近的演化特点，给出了“反转岛”区北部边界的新标志。通过分析34Al核b衰变的β-γ-γ符合谱，在衰变子核34Si中发现了一条来自于母核34Al的1+ isomer态β衰变布居的激发能为4519 keV的能级，其自旋宇称指定为2+。研究表明这个新发现的2+能级为34Si核中激发g带的带头，首次给出了“反转岛”区原子核中存在三轴形变的直接实验证据。

　　研究成果发表在Physics Letters B （772（2017）529-533）上。

“反转岛”区N = 19 ∼ 22同中子素链的半衰期