由日本化学研究所、中国科学院兰州现代物理研究所和德国重离子核科学研究所组成的国际研究小组,利用原子数为20的钙(48Ca)束重离子直线加速器(RILAC)和原子数为96的锔(248Cm)靶,通过热核聚变成功地合成了原子数为116的同位素292Lv和293Lv。这项成就是在原子序数119之后探索新元素的一步。研究结果发表在最近出版的《日本物理学会杂志》上。

原子序数104之后的元素称为超重元素,需要通过重离子加速器通过聚变反应人工合成。迄今为止,重元素如108、110、111、112和113都是通过冷聚变反应合成的。为了探索119之后的新元素,俄罗斯和美国的一个联合研究小组也在利用热核聚变反应进行合成实验。

热核聚变是一种合成超重元素的方法,通过用较轻的重离子(原子数为10至20)照射锕系元素(原子数为89至103的元素)靶来产生核聚变。它是一个热态复合核,比冷聚变具有更高的激发能。复合原子核释放的中子数约为3至5。尽管核裂变的数量增加,超重核可以通过富中子核之间的冷聚变反应合成。

该研究小组使用RILAC将钙束加速到光速的11%,并以平均每秒5.7×1012个钙原子的速度照射锔靶来引发聚变反应。结果,成功合成了三种同位素292Lv和293Lv。

这项研究是利用热聚变反应探索原子序数119之后的新元素的第一步。随着原子序数的增加,热核聚变反应的形成速率逐渐降低,使得合成新元素更加困难。