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(duì)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(zhēng)議。

中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所等通過(guò)高精度實(shí)驗(yàn)，明確了一種鉬同位素釋放其儲(chǔ)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(cè)量。經(jīng)過(guò)精密純化后，鉬-93m離子被注入到覆蓋有鉛箔或碳箔的探測(cè)器中。團(tuán)隊(duì)通過(guò)捕捉特征伽馬射線，精確測(cè)量了鉬-93m離子在穿透鉛與碳材料減速過(guò)程中的能量釋放幾率，分別約為十萬(wàn)分之二與百萬(wàn)分之五。

測(cè)量結(jié)果與核—核非彈性散射的理論預(yù)測(cè)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(dòng)。

該發(fā)現(xiàn)不僅澄清了鉬-93m能量釋放機(jī)制的爭(zhēng)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(lái)核能存儲(chǔ)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(duì)撞，以期在這些新環(huán)境中成功觀測(cè)到電子俘獲致核激發(fā)。

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