缺中子超铀核230Am的EC缓发裂变性质研究

As an exotic nuclear decay process, EC-delayed fission (ECDF) plays an important role in the fission research of nuclei far from the stability line. Based on the Lanzhou gas-filled recoil separator (SHANS), this proposal is aiming to study the ECDF of the neutron-deficient transuranium isotope 230Am. Via the fusion reaction 206Pb(27Al, 3n)230Am, the nuclide 230Am will be produced and identified by the energy-position-time correlation measurement for EVR-alpha and EVR-fission decay chains. The ECDF process will be verified directly by the newly developed X-ray-fission coincidence measurement. In the research, we will measure the delayed fission probability, alpha decay properties of 230Am, and the mean total kinetic energy of coincident fission fragments of 230Pu. A fission barrier height will be extracted, which will be compared with different theoretical predictions.

EC缓发裂变作为一种奇异的核衰变方式，对研究远离稳定线核的裂变性质具有重要意义。本项目旨在利用兰州充气反冲谱仪SHANS装置，研究超铀区缺中子新核素230Am的EC缓发裂变性质。该研究拟采用熔合蒸发反应206Pb(27Al, 3n)230Am合成目标核，利用能量-位置-时间关联测量方法对目标核进行鉴别，同时在谱仪上发展“X射线-裂变”符合测量技术，实现对EC缓发裂变过程的直接指认。研究中将首次测量得到230Am核EC缓发裂变概率、alpha衰变能和半衰期以及EC衰变子核230Pu的平均裂变总动能等信息，并在一定的理论模型框架下，抽取230Pu核裂变位垒信息，检验不同理论模型对远离稳定线核的裂变位垒的预言。

本项目是基于中科院近代物理所充气反冲核谱仪（SHANS）装置的实验研究工作。项目主要针对极缺中子超铀核区核素的奇异衰变性质和alpha衰变谱学进行了研究。在本项目的支持下，我们在充气谱仪终端上研制了新的数字化电子学系统，用于实验数据的无死时间获取和脉冲信号的全波形记录，发展了谱仪上单原子探测鉴别技术。利用兰州重离子加速器提供的强流重离子束流，课题组在SHANS谱仪上成功合成缺中子锕系新核素215,216U和219Np，并首次测量了它们的alpha衰变性质，研究了N=126同中子素中原子核壳结构的演化性质，探索了N=126附近缺中子核素存在极限的问题。利用德国重离子研究所GSI的SHIP实验装置，研究了本项目目标核230Am的EC衰变子核230Pu的alpha衰变性质，为缺中子核230Am的进一步研究积累了经验。此外，课题组还利用Monte Carlo方法对谱仪焦平面硅探测阵列的探测效率等开展了研究，为后续的物理实验提供了帮助。