近日，中国科学院近代物理研究所的科研人员发现，美国科学家发现的首例电子俘获核激发(NEEC)现象，因受复杂γ本底影响，测量的激发几率可能被显著高估。该研究推荐利用次级束流装置在低γ本底环境下获得更可靠的实验结果。相关研究于6月2日发表在《Nature》的“Matters Arising”栏目上。
原子核中的同核异能态一般具有100 keV至MeV量级的能量，是化学能的10万至100万倍。因此，长寿命的同核异能态被看作是潜在的新一代储能手段，有望获得广泛的应用。将同核异能态激发到更高能量的能级，可以靠库伦激发、X或γ光子的共振吸收来实现，但到目前为止相应的激发几率都非常低。
近年来，利用电子俘获激发原子核同核异能态的方法取得重大突破。2018年，美国科学家在《Nature》上首次报道了钼-93同核异能态可以通过电子俘获被激发，并测得一个相当大的激发几率。除了应用前景外，该现象背后的物理机制也受到广泛关注。
由于钼-93同核异能态是通过熔合蒸发反应生成的，蒸发余核会瞬间放出一系列γ（伽马）射线，这些γ射线都被探测阵列所记录。该实验中束流与多层靶都产生反应(图1)，生成大量复杂的γ本底。近代物理所科研人员通过其发表的γ能谱，推断本底没有被恰当地扣除，并进行了充分的论证。结果表明，残留的沾污会影响最终的测量结果。因此，该工作报道的激发几率很可能被高估，也许只能被看作是一个上限值。
近代物理所的科研人员还提出了改进的实验方案，通过一段次级束流线将反应产物输送到另一个位置开展测量，以摆脱瞬时放出的大量γ本底。该方案有望在兰州重离子加速器(HIRFL)的次级束流线终端(RIBLL1)上实现。
据了解，《Nature》杂志开设“Matters Arising”栏目旨在鼓励对前沿问题开展及时的公开讨论。对发表在该杂志的论文提出的书面评论及原作者答复，通常在通过同行评议后一起发表在该栏目。在本文投稿前，还没有以国内研究人员为主在该栏目发表的评论文章。
该工作得到了中科院战略性先导科技专项(B类)与国家自然科学基金项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03333-5
图：为评估2018年报道电子俘获核激发的工作，基于其实验设置(右上角)估算了束流与各层靶的反应截面。由于反应靶和阻停靶距离很近，该实验无法摆脱熔合蒸发反应产生的大量瞬时γ本底。(郭松/图)
