Кальций-48 — дефицитный изотоп кальция , содержащий 20 протонов и 28 нейтронов . Он составляет 0,187% природного кальция по мольной доле . [1] Хотя оно необычно богато нейтронами для такого легкого ядра, его бета-распад чрезвычайно затруднен, и поэтому единственный путь радиоактивного распада , который наблюдался в нем, — это чрезвычайно редкий процесс двойного бета-распада . Его период полураспада составляет около 6,4×10 19 лет [2] , поэтому для всех практических целей его можно считать стабильным. Одним из факторов, способствующих этой необычной стабильности, является то, что 20 и 28 являются магическими числами , что делает 48 Са «вдвойне магическим» ядром.
Поскольку 48 Ca практически стабилен и богат нейтронами, он является ценным исходным материалом для производства новых ядер в ускорителях частиц , как путем фрагментации [3], так и в результате реакций слияния с другими ядрами, например, при открытии самых тяжелых ядер. пять элементов таблицы Менделеева, от флеровия до оганессона . [4] Более тяжелые ядра обычно требуют большей доли нейтронов для максимальной стабильности, поэтому необходимы исходные материалы, богатые нейтронами.
48 Ca — самое легкое ядро, которое, как известно, подвергается двойному бета-распаду , и единственное достаточно простое, чтобы его можно было проанализировать с помощью sd- модели ядерной оболочки . Он также выделяет больше энергии (4,27 МэВ ), чем любой другой кандидат на двойной бета-распад. [5] Эти свойства делают его интересным исследованием моделей ядерной структуры и многообещающим кандидатом в продолжающихся поисках безнейтринного двойного бета-распада .