科研人员使用兰州重离子加速器(HIRFL)与中国超重元素研究加速器(CAFE2)提供的束流，在充气反冲谱仪上通过熔合蒸发反应，成功合成新核素锕-204并测量了其α衰变能与半衰期，结果与理论预测相符。此次合成的锕-204是近代物理所发现的第35个新核素,也是在新充气反冲谱仪SHANS2上合成的首个新核素。

图 充气反冲谱仪SHANS2 图源| 近代物理所

由于原子核的半衰期与其释放的α粒子能量相关，通常半衰期与α衰变能随同位素的中子数变化时具有同步的奇偶波动。研究人员发现，这种同步波动并未出现在锕-204与其它中子数少于119的核素中。研究揭示，与具有偶数个中子的原子核锕-205相比，含有奇数个中子的锕-204靠近核表面处形成α结团的几率更低，即原子核中的不成对中子对核内α团簇的形成具有阻碍作用。

图 锕-204及其衰变后的子核、孙核发射α粒子的能量与时间分布。图| 黄明辉

这项研究提供了极端远离β稳定线核素锕-204与锕-205的质量与衰变数据。这些信息有益于人们理解单核子在α衰变过程中所起的作用。

该工作由中科院近代物理所、中国科学院大学、广东省东江实验室的科研人员与中山大学、兰州大学、广西师范大学、中科院理论物理研究所、同济大学、俄罗斯联合核子研究所的研究者合作完成。

该研究得到了中科院战略性先导科技专项(B类)、广东省基础与应用基础研究重大项目、国家重点研发计划与国家自然科学基金等多个项目的支持。