科技日报记者 刘霞

据美国稀 有同位素束流装置（FRIB）网站2日报道，经过近十年等待，FRIB于5月2日正式投入使用，这台“身价”9.42亿美元的设备是第一个能制造并分析数 百种对物理学至关重要的同位素的设施，在其上开展的实验将进一步揭示原子核的秘密，以及宇宙中的大多数元素是如何产生的。

据英国《自然》杂志网站报道，FRIB的大部分预算由美国能源部资助，于2014年开始建设，并于去年年底竣工。FRIB上的所有实验都将在该设施 的地下 室开始。首先，一种特定元素（通常是铀）的原子被电离，并被送入一个450米长的加速器内。在管道末端，离子束会撞击一个个不断旋转的石墨轮，（铀）原子 核的大部分会穿过石墨，但有一部分会与石墨轮上的碳原子核碰撞，导致（铀）原子核分裂成更小的质子和中子组合，而每个组合都是不同元素和同位素的原子核。 随后，这束由各种原子核组成的光束将被引导至地面的“碎片分离器”。通过微调整个过程，FRIB将能够让每个特定实验制造出完全由一种同位素组成的光束。

FRIB科学总监、核物理学家布拉德利·谢里尔说，FRIB可制造出大量不同同位素，包括数百种以前从未合成过的同位素并对其开展研究，以测试多种 原子核 模型。此外，FRIB的独特之处是，它有第二个加速器，可接收并将稀有同位素粉碎到固定标靶上，以模拟恒星或超新星内部发生的高能碰撞。

研究人员解释称，他们一直未曾弄清楚元素周期表中所有元素是如何形成的。宇宙大爆炸基本上只产生了氢和氦，周期表中的其他化学元素，如铁和镍，主要 通过恒 星内部的核聚变形成。但更重的元素不能通过核聚变形成，而通过其他方式，通常是放射性β衰变而形成。当原子核处在短暂但暴烈性的事件，如超新星爆发或两颗 中子星合并中受到中子轰击时，就会发生上述衰变。但天体物理学家无法观察到这种事件制造了哪些以及多少特定元素。FRIB的主要优势之一是探索这些事件中 产生的富中子同位素。

德国马克斯·普朗克核物理研究所科学家克劳斯·布拉姆说，FRIB将与其他研究核同位素的最先进加速器相辅相成，共同揭示元素形成的秘密。