近日，一个国际科学家团队在核图上有了新发现：一个意想不到的重中子缺陷同位素区域，且该区域核裂变主要受非对称模式控制。相关研究由德国达姆施塔特GSI亥姆霍兹中心的R3B - SOFIA合作组在FAIR 0阶段计划下开展，研究结果已发表在《自然》杂志上。
研究小组聚焦于100种不同的中子缺乏的奇异同位素的裂变特性，这些同位素原子序数范围从铱(Z = 77)到钍(Z = 90)。这些中子数相对于质子数较低的同位素，是通过以87.6%光速飞行的相对论性铀238原子束碎裂产生的，之后利用GSI/FAIR碎片分离器FRS分别进行分离和识别。
在GSI/FAIR的实验装置R3B(相对论性放射性束流反应)中，该装置扩展了一套专为这种独特裂变实验模式开发的系统。同位素被导向一个分段式铅靶，在那里被激发至高于其基态能量几兆电子伏，进而诱发裂变，形成两个较轻的碎片。双电离室TWIN - MUSIC可测量两个裂变产物的电荷。此外，大型超导偶极磁体GLAD(用氦冷却)依据动量电荷比分离裂变碎片，并使其弯曲至大面积探测器阵列进行跟踪和飞行时间测量，以此重建反应动力学。
为期十天的实验收集了数TB的数据，结果显示在中子缺乏的重核中，裂变正朝着日益不对称的方向转变。这标志着在核图上发现了一个新的“不对称裂变岛”，其特征是轻氪裂变碎片(Z = 36)意外地占据主导地位。
《自然》杂志第一作者、法国原子能委员会(CEA)的皮埃尔·莫尔福阿斯(Pierre Morfouace)表示：“除了绘制这一新现象的图像外，我们的发现还加深了我们对地球和宇宙裂变过程的理解。此外，它们还为理论模型提供了宝贵的基准，显著提高了这些模型对富中子系统中裂变碎片分布的预测能力，例如与宇宙中的r过程核合成相关。”这一发现对于理解超新星爆炸中预期的裂变循环——这种循环为银河系中的元素生成提供养分——迈出了重要一步，也为在核图上新观察到的不对称裂变占主导地位的区域范围的界定迈出了第一步。
GSI/FAIR“超级碎片分离器”部门负责人兼R3B合作项目副发言人Haik Simon博士补充道：“此外，这些结果不仅令人印象深刻地展示了R3B装置的性能，也为FAIR的未来发展提供了展望。超级碎片分离器(FRS的后继者)与FAIR计划中的NUSTAR实验项目相结合，将为生产和筛选更稀有、更奇特的同位素提供独特可能性，从而解决该领域尚未解决的研究问题。”
目前，一系列后续实验计划在国际加速器设施FAIR(反质子和离子研究设施)上进行，该设施正在GSI建设中。新型超导碎片分离器Super - FRS将成为更详细描绘不对称裂变现象以及揭示极端条件下核物质基本特征的关键。
