合成和发现超铀化学元素、探索超重核稳定岛

合成新元素拓展元素周期表、探索原子核存在极限是核物理前沿研究领域。相关研究工作涉及的重大物理问题有:存在多少种化学元素?超重元素具有什么样的化学性质?超重元素化学性质是否符合元素周期律的外推预期?最大的核幻数是什么?是否存在稳定的或长寿命的超重核素?在极强库仑场中原子核具有哪些奇特的结构和性质?等等。经过逾半个世纪的不懈努力,元素合成取得了巨大成就,已将周期表从92号扩展至118号元素,完成了周期表上第七周期元素填充。文章回顾了在自然界寻找超重元素的历程,评述了利用人工核反应合成超铀元素和探索理论预言的超重核稳定岛的进展、成果、现状以及目前面临的困难,展望了未来的研究工作,简介了基于国家重大科技基础设施--强流重离子加速器装置开展超重研究的计划。

基于HIAF的超重元素和核素研究

原子核是由质子和中子构成的量子多体系统.超重核素是指考虑了壳效应才存在的原子核.探索原子核存在的电荷数和质量数极限始终是核物理研究的前沿和热点.迄今,在实验上合成和鉴别了百余种超重核素,将化学元素周期表从92号扩展至118号元素,完成了周期表上第七周期元素的填充.强流重离子加速器装置(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility, HIAF)将于2025年建成并投入运行,超重元素和核素研究是其重要研究目标之一. HIAF的超导直线加速器能够提供能量可调的强流重离子束流,将为合成超重新元素和探索理论预言的超重核稳定岛提供重大机遇.本文介绍了基于HIAF的超重元素和核素研究计划,对超重核研究的现状和意义进行了综述,重点描述了基于重离子诱发的熔合反应和多核子转移反应的电磁谱仪以及实验测量装置.本文针对超重新元素和核素的合成研究、超重核结构和性质研究、超重核素产生机制研究、超重原子结构和元素化学性质研究分别进行了研究计划的介绍,最后对超重核研究的发展规划进行了总结.

元素周期表的创立及其三次重要拓展——纪念门捷列夫周期表发表150周年

今年是门捷列夫周期表发表150周年。文章简要回顾了“元素周期律”发现和“元素周期表”创立这一历史事件。着重阐述了元素周期表的三次重要拓展:“天然放射性元素”的发现;“人工放射性元素”(人造元素)的合成和“超重元素”的合成。现今周期表中元素总量已从63种增加到118种。文章最后还探讨了“超重核稳定岛”的预言和元素周期表的边界。