近日，中国科学院近代物理研究所的科研人员与英国和巴西的科研人员合作，研究锝（Tc）同位素链上⁹⁴Tc的基态和同核异能态在核反应中的布居比例，在⁹⁴Tc的核反应生成机制研究中取得新进展。

　　Tc同位素链上的核素在核医学领域应用广泛，这些核的衰变性质及产生机制研究备受学界关注。例如，⁹⁹Tc^m（m表示同核异能态）可释放医学影像所需的单能γ射线，半衰期短，目前被广泛应用在大脑、肝脏、脾脏、肾脏等器官的医学诊断中。Tc同位素链上的缺中子核素⁹⁴Tc^m，也被认为是理想的核影像候选者之一，获得PET和医学示踪等应用研发人员的关注。

　　此前，虽然有一些针对⁹⁴Tc核反应产生机制及截面的研究，但大多局限于较轻的炮弹，重炮弹诱发核反应研究较少。近代物理所的科研人员与合作者利用兰州重离子加速器，开展相关实验，采用在线辐照与离线测量的方法，提取⁹Be+⁸⁹Y系统在库伦位垒以上能区⁹⁴Tc的基态和同核异能态的布居比例，并进行理论分析。

　　由于该比例对熔合核的角动量具有较大依赖性，研究人员采用唯象方法，分解了通过理论计算得到的角动量分布。假定大于临界角动量（J_eff）的部分将主要布居同核异能态（⁹⁴Tc^m），小于临界角动量的部分将主要布居基态（⁹⁴Tc^g），计算得到的布居比例值与实验值基本吻合。此外，研究人员还进一步分析了影响⁹⁴Tc核两个能态布居比例的其它因素，如熔合核中子蒸发、级联γ射线退激等。该研究为⁹⁴Tc的核反应生成机制、医学生产等提供了有益的实验数据。

　　相关研究成果以Measurement and analysis of the isomeric cross section ratios for the ⁹⁴Tc nucleus为题，发表在Physical Review C上。研究工作得到中科院青年创新促进会项目和前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金项目的支持。

　　图1.计算得到的⁹Be+⁸⁹Y反应系统分别在45.9-和48.1-MeV束流能量下的熔合核角动量分布。阴影部分表示利唯象方法对45.9-MeV能量下对角动量进行的分解（李广顺/图)

图2.⁹Be+⁸⁹Y系统中⁹⁴Tc^m和⁹⁴Tc^g两能态布居比例的实验值与理论值的对比（李广顺/图）