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远离β稳定线的新核素合成及其衰变性质研究是核物理学中的一个热门研究领域。在质子数Z＞82，中子数N＜126的缺中子核区，α衰变研究是获得原子核结构信息的重要途径之一。实验发现偶质量的N=124和126的同中子素中存在自旋宇称为8+的同核异能素态。这个态由于受到处在质子能级f7/2上的质子和处在中子能级f5/2上的中子的相互吸引而成为闯入态。为了寻找216U的8+同核异能素以及合成出更缺中子的U的同位素。中科院近代物理研究所的科研人员在兰州充气谱仪上开展了新核素216U和215U的实验研究。 通过重离子熔合蒸发反应180W(40Ar，xn)220-xU(x=4，5)，实验合成出两个缺中子新核素216U和215U。目标核由熔合反应产生后从薄靶中反冲出来，在飞行中被兰州充气谱仪从大量的本底离子中分离并偏转到探测系统。探测系统对目标核的注入以及随后发生的α衰变进行探测。探测器上产生的信号经电子学处理后被数据获取系统转换成一定格式的数据保存下来。实验采用能量-位置-时间关联的数据分析方法对目标核进行寻找和指认。实验观察到新核素216U的两个α衰变态:一是基态(0+)，它到子核212Th基态(0+)跃迁的α粒子能量为8.384(30)MeV，半衰期为4.72-1.57ms;二是自旋宇称为8+的同核异能素态，它到子核212Th基态(0+)和激发态(8+)跃迁的α粒子能量分别为10.582(30)MeV和8.182(30)MeV，半衰期为1.31+1.80-0.48ms。根据这些测量到的216U的α粒子能量，实验确定了216U和212Th的8+态的能级分别为2239keV和2445keV。对于新核素215U，它的α粒子能量和半衰期被测定为8.428(30)MeV和0.73+1.33-0.29 ms。通过分析，这一衰变被认为是从215U的基态到子核基态的α跃迁。此外，实验还观测到了已知核素217U的两个新的α跃迁，它们的α粒子能量分别为8.210(30)MeV和8.098(30)MeV。 本文还介绍了在兰州充气谱仪上开展的另一个尝试合成新核素211Pa的实验40Ca+175Lu。虽然没有观察到新核素211Pa，这次实验却改善了212Pa的衰变数据，为下一步继续研究211Pa提供了重要的截面信息。另外，本文还对重核区缺中子新核素的实验研究中涉及到的产生机制、分离设备、测量技术、鉴别手段、数据处理和误差分析方法等重要问题进行了讨论和总结。