鉬-93的同核異能態(tài)（鉬-93m）被認(rèn)為是研究原子核能量釋放的理想對象。此前有研究認(rèn)為，一種名為“電子俘獲致核激發(fā)”的機(jī)制可能是觸發(fā)鉬-93m能量釋放的高效途徑，但該機(jī)制是否起主導(dǎo)作用一直存在理論和實(shí)驗(yàn)上的爭議。

中國科學(xué)院近代物理研究所等通過高精度實(shí)驗(yàn)，明確了一種鉬同位素釋放其儲存能量的主要物理機(jī)制，在原子核能量可控釋放研究中取得進(jìn)展。

研究團(tuán)隊(duì)基于蘭州重離子研究裝置的放射性束流線，進(jìn)一步發(fā)展了低本底、高靈敏度的實(shí)驗(yàn)方法，成功實(shí)現(xiàn)了高純度鉬-93m束流的制備與測量。經(jīng)過精密純化后，鉬-93m離子被注入到覆蓋有鉛箔或碳箔的探測器中。團(tuán)隊(duì)通過捕捉特征伽馬射線，精確測量了鉬-93m離子在穿透鉛與碳材料減速過程中的能量釋放幾率，分別約為十萬分之二與百萬分之五。

測量結(jié)果與核—核非彈性散射的理論預(yù)測高度吻合，但遠(yuǎn)高于當(dāng)前材料阻停條件下電子俘獲致核激發(fā)理論預(yù)期的水平，證明了鉬-93m在固體材料中減速時(shí)的能量釋放主要由離子間碰撞驅(qū)動。

該發(fā)現(xiàn)不僅澄清了鉬-93m能量釋放機(jī)制的爭議，也為理解同核異能態(tài)在等離子體、天體環(huán)境乃至慣性約束聚變中的行為提供了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，該研究為未來核能存儲與觸發(fā)技術(shù)的探索指明了新方向，建議將實(shí)驗(yàn)路線轉(zhuǎn)向等離子體環(huán)境或電子—離子束對撞，以期在這些新環(huán)境中成功觀測到電子俘獲致核激發(fā)。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報(bào)》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、甘肅省重大科技專項(xiàng)等的支持。