热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

原子核β衰变释放四个粒子模式首次发现

2023-09-06 10:46     来源:科技日报     核物理粒子物理原子核中微子

经历新模式β衰变后原子核分裂成来自单个衰变点(红色圆圈)的3个氦核(α)和1个质子(p)。

图片来源:美国能源部官网

科学家首次观测到一种新的衰变模式。在这种衰变中,氧的一种较轻的形式,即氧-13(有8个质子和5个中子),通过分裂出3个氦核(一个没有周围电子的原子)、1个质子而衰变。这项研究发表在最新一期《物理评论快报》杂志上。

此前,科学家观察到一种有趣的放射性衰变模式——β+衰变。其中,质子转化为中子,并通过发射正电子和中微子来释放部分产生的能量。在最初的β衰变之后,产生的原子核有足够能量来“蒸发”额外的粒子,使自己更稳定。

此次,通过观察单个原子核分裂并测量其分裂产物,科学家观察到了这种衰变。他们首次观测到原子核经β衰变后释放出3个氦核(α粒子)和1个质子。这些发现可让他们了解衰变过程和衰变前原子核的性质。

在这项实验中,研究人员使用回旋加速器产生一束高能(约10%光速)的放射性原子束。他们将氧-13放射性物质束发送到探测设备中。

物质束停在这一充满二氧化碳气体的探测器内,大约10毫秒后通过发射1个正电子和1个中微子(β+衰变)进行了衰变。将氧-13以一次一个原子核的方式注入探测器并等待其衰变,研究人员测量了β衰变后“蒸发”的粒子。

研究人员用计算机程序分析数据,以确定粒子在气体中留下的轨迹,从而确定了观察到的衰变,即β衰变后释放出3个氦核(α粒子)和1个质子,这是一种每1200次衰变仅发生一次的罕见事件。



推荐阅读

​用频率测量中微子质量上限

中微子是一种非常轻的基本粒子,它几乎不与其他物质相互作用。它们是宇宙中最多的粒子之一,但我们却很难探测到它们。事实上,我们甚至不知道它们的确切质量是多少。我们只能给出一个上限,也就是说,中微子的质量一定小于某个值。 2023-09-07

首次观察到罕见的β3αp衰变

今天,我们将探讨一种非常罕见的放射性衰变模式,叫做β3αp衰变。这种衰变模式是指一个原子核通过β衰变转变成另一个原子核,然后这个原子核又通过发射三个α粒子(即氦核)和一个质子来释放能量。这种衰变模式只有在一些非常缺乏中子的原子核中才可能发生,因为它们有很高的β衰变Q值(即β衰变释放的能量),以及很低的α粒子和质子分离能(即从原子核中移除一个α粒子或质子所需的能量)。 2023-09-07

大亚湾合作组获颁2023年度欧洲物理学会高能与粒子物理奖

8月21日,2023年度欧洲物理学会高能与粒子物理奖颁奖仪式在德国汉堡举行,大亚湾中微子实验发起人、现任中国科学院高能物理研究所所长王贻芳受邀出席并代表合作组接受获奖证书。 2023-08-23

粒子加速器——加速近物所与高能所交流合作

值此中国科学院高能物理研究所(以下简称“高能所”)成立50 周年之际,很高兴应约写一篇有关高能所与中国科学院近代物理研究所(以下简称“近物所”)交流合作方面的文字。借此机会回首过往,一方面表示祝贺,祝贺高能所50 年来在粒子物理、粒子加速器和人才培养等方面取得的辉煌成就! 2023-08-18

CPC和NPR学术期刊国际化发展研讨会成功举办

7月28日至31日Chniese Physics C (CPC) 和 Nuclear Physics Review (NPR) 学术期刊国际化发展研讨会在甘肃省张掖市成功举办。会议由中国科学院高能物理研究所、中国科学院近代物理研究所联合主办,中国科学院近代物理研究所承办,河西学院、甘肃省物理学会、甘肃省科学技术期刊学会协办。 2023-08-11

阅读排行榜