超新星爆发时元素合成速度远高于理论预测

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日本物理化学研究所近日发布公告称，其研究人员和国内外同行已用过剩中子准确测量了38种放射性同位素的寿命，发现质量数约为110的放射性同位素衰变率比理论预测值高两到三倍。这表明超新星爆发期间元素的合成速率比预期的要高得多。

根据公报，科学界认为，自然界中大约一半稳定的重元素，从铁到铀，都是由大质量恒星在生命末期的超新星爆炸产生的。为了验证这一假设，有必要合成超新星爆发时产生的中子剩余的放射性同位素，并确定它们的寿命。

研究小组使用PeopleSoft加速器研究中心的重离子加速器“放射性同位素束工厂”，将铀238束加速到345兆电子伏，然后轰击铍9，从而人工生产了数十种中子过剩放射性同位素，范围从氪97到锝117。然后，研究人员分离出这些放射性同位素，并将分离出的核束注入到物理和化学研究所开发的高性能寿命测量装置中，以精确测量它们的寿命，即同位素在衰变前保持稳定的时间。结果表明，质量数约为110的放射性同位素的寿命仅为理论预测值的一半至三分之一。这表明超新星爆发时重元素的合成速率远远高于理论预测。

研究结果将发表在《美国物理评论通讯》上。