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核素图的下一次普查：3,340 个格子填过之后

2026-09-19

2026 年 8 月 5 日，中国科学院近代物理研究所发了一条消息：惠州那台刚验收完的强流重离子加速器装置（HIAF），观测到了 10 个铪-153 离子。

10 个。这个数字小得像是印错了。

但它是这台几十亿元装置交出的第一份物理答卷，而且它对面还站着另一份：几乎同一时间，日本理化学研究所的放射性同位素束流工厂（RIBF）也独立报出了铪-153。两台装置、两个国家、两种完全不同的技术路线，撞上了同一个格子。核素图上 72 号元素那一行、81 个中子那一列，原来是个空格，现在被填上了。

这件事的真正分量不在铪-153 本身。在于它说明，从 2026 年开始，全球有四台旗舰装置挤在同一个时间窗口里上线，而它们要做的事情里最朴素的一件，是数数——数清原子核到底能有多少种组合。

这是一场普查。本文不打算重复讲那些机器怎么造的（这个知识库里已经有三篇分别写 FRIB、HIAF 和 FAIR 了），本文要算的是普查本身的账：核素图上还剩多少空格、产额在哪儿卡住、"发现一个新核素"这句话到底要怎么才算数、以及为什么数据治理会变成和产额一样要命的关口。

一、先看账本：填了 3,340 个，还空着三到四千个

国际上的权威账本是 NUBASE2020，2021 年由中国、美国、法国、德国的五个人一起评出来，发表在《中国物理 C》上[1]。

它的数字需要说清楚，因为中文材料里经常被压成一个数：

NUBASE2020 一共记录了 3,558 种基态核素。其中标注了发现年份的，是 3,340 种。质量值已知的 2,550 种，半衰期已知的 3,092 种。另外还有 1,938 个同核异能态——就是同一个核素被打到激发态后卡住不下来的"长寿命激发态"，判据是寿命长于 100 纳秒。

所以"已知核素大约 3,340 个"是准确的，而"3,400 个"是四舍五入，"3,500 个"就是把同核异能态算进来了。

另一边是理论上限。2012 年，田纳西大学和橡树岭国家实验室的 Erler、Nazarewicz 等人用核密度泛函理论加上高性能计算，在《自然》上给出结论：质子数从 2 到 120，应该有约 7,000 种束缚核素[2]。这篇文章还第一次给出了滴线位置的统计误差——它不是拍脑袋，是算了不确定度的。

后来有人把模型放得更宽，得出 9,000 以上；也有国内科普口径说"理论预言约 8,000 种"。这两个数字都不能直接引用，7,000 才是那篇《自然》论文的原话。

7,000 减 3,340，还有约 3,660 个空格。所以本质上，人类把核素图填了不到一半。这半个世纪里，全世界的实验室总共在 1,500 多篇论文里报出了这 3,300 多个核素，参与者大约 4,000 人——这是密歇根州立大学 Thoennessen 主持的"核素发现项目"在维护的活数据库[3]。

而那些空格不是均匀分布的。它们挤在两头：靠近质子滴线的极缺中子区，和靠近中子滴线的极丰中子区。中间那条稳定的窄带，早就填满了。

二、时间表：四台装置，其中一台的时间表被一场火烧歪了

用户给的那份时间线基本准确，但有一处必须改。逐个核实。

FAIR / NUSTAR——需要修正。

2026 年 2 月 5 日，德国达姆施塔特 GSI/FAIR 的 UNILAC 直线加速器高压供电系统出了技术故障，起火。这不是小事故。GSI/FAIR 官网在 2026 年 6 月更新的束流时间公告里写得很直白：因为这场火，2026 和 2027 年的束流时间无法按计划执行；2026 年只有 CRYRING 独立模式和 PHELIX 激光器有常规用户运行，UNILAC、SIS18、FRS、ESR、HITRAP 这些依赖 UNILAC 的设施做不了实验[4]。

修订后的路线是：2027 年第四季度起，FAIR 开始调试和有限用户运行，用轻离子——最高到碳——低强度；2028 年起进入中期科学计划，束流可以到中等重离子（最高氙）、中等强度，重点是 SIS100 的调试和 Super-FRS，以及 CBM、NUSTAR 的探测器调试；2030 年底起，UNILAC 修复、短脉冲恢复，重离子高流强全面运行；2032 年起 HELIAC 恢复长脉冲运行，超重元素搜索重新开始[4]。

拆开看，Super-FRS 这条线相对独立：2027 年全部低温段降温，第三季度干运行，第四季度束流调试，目标是 2028 年的 Early Science 用上束流[5]。

所以"FAIR 首束 2026 年底"要改成：2027 年第四季度起有限调试，2028 年才是真正的科学运行起点。"NUSTAR 首个实验 2028"基本对，但需要分清两个阶段——Super-FRS 高能支线在 2027 年就能用 SIS18 的束流做一部分物理运行，这叫 Early Science；SIS100 的首个实验要等到 2028 年下半年，这叫 First Science[6]。NUSTAR 本身有 600 多名成员、来自 140 多个机构，其中 R3B、HISPEC/DESPEC 和 Super-FRS 实验三个子合作是最先搬家过去的[5]。

HIAF——准确。

时间线：2018 年 12 月开工，2025 年 10 月 27 日全线束流贯通，2026 年 7 月 21 日通过中国科学院组织的工艺验收，进入试运行[7]。

指标：氧离子脉冲流强 2.5 × 10¹¹ 个每脉冲，铋离子 3.2 × 10¹⁰ 个每脉冲，氧离子实测单核子能量 4.299 GeV/u；官方口径是这两个流强分别把原世界最高指标提高了 3 倍和 7.5 倍[8]。束线总长 2 公里，地下 13 米，占地 32 公顷，六个实验终端。团队用自主研发的集群控制系统，16 小时打通整条束线[9]。

请注意最后这个数字的含义：16 小时打通 2 公里，这不是加速器物理的成绩，这是控制软件和数字孪生的成绩。它直接决定了后面"束流时间"能省下多少。

束流时间那两个数字，我找不到出处。

用户给的"HIAF 2028 年 3000 小时、2030 年 5000 小时"，我用中英文各查了四轮，官方发布、HIAF 用户文档、杨建成本人的公开报告、地方政府报道，全都没有这个口径。这两个数字目前不可引用。

能找到的、可信的参照系是三个：

其一，杨建成自己说过兰州重离子研究装置的运行情况——"我们兰州装置的申请每年超过两万小时，实际能提供的只有几千小时"[10]。这句话的信息量比任何目标数字都大：申请量和供给量差了三到四倍，这个缺口才是束流时间的真实约束。

其二，加拿大 TRIUMF 的 ISAC 设施目前每年向实验交付约 3,000 小时束流；正在建的 ARIEL 会把靶站从 2 个增加到 3 个，目标是把可用时间提到每年最多 9,000 小时，计划 2028 年开始常规运行[11]。这是目前国际上关于"束流时间"最清楚的一个公开工程指标。

其三，GSI/FAIR 的束流时间单位是"班次"，一个班次 8 小时。2026 年 10 月到 2027 年 3 月，CRYRING 独立模式一共放出约 120 个班次，也就是约 960 小时[12]。轻离子、内离子源，仅此而已。

RIBF——准确，而且是四台里唯一已经在跑的。

RIBF 的升级方案是一份八年的计划，2023 年 7 月提交给仁科加速器科学中心咨询委员会评审[13]。总预算 224 亿日元（按 1 美元兑 100 日元约 2.24 亿美元），其中加速器部分 173 亿、BigRIPS 和 ZeroDegree 谱仪部分 51 亿。这个数字不到当年建 RIBF 本身的一半。

核心目标是把铀束流强度从大约 100 pnA 提到 2,000 pnA，也就是 20 倍。做法不是简单加大加速器，而是发明两个"电荷剥离环"（Charge Stripper Ring，CSR）：束流在环里被反复循环，直到剥离到想要的电荷态，把剥离效率从 5% 提到 50%，代价只是多 6 兆瓦电功率——铀束运行现在大约用 17 兆瓦[13]。

节奏是：第 2 年动 IRC（中间级回旋加速器）改造和 SRC 高频升级；第 3 年开建 CSR1；第 6 年开建 CSR2，同时朝 500 pnA 运行；第 9 年朝 2,000 pnA[13]。前五年做到 500 pnA，第八年末做到 2,000 pnA。

报告里有一句很实在的话：这个目标流强低于 FRIB，但 RIBF 的每核子能量高 1.5 倍以上，所以在产额上并不吃亏[13]。这句话背后是飞行分离的一条物理事实——同样的束流功率，能量越高，碎片往前飞得越集中，分离器的接受度吃得越满。

成绩单：从 2007 年到报告统计时点，BigRIPS 一共报出 156 个新核素，其中 132 个来自 ²³⁸U 的飞行裂变，24 个来自弹核碎裂[13]。到 2026 年那篇 ²⁰⁸Pb 束的论文，这个数字已经涨到 216 个[14]。

而 2026 年前八个月，RIBF 一家报出的新核素就有：²⁰⁸Pb 束一次 22 个[14]、²³⁸U 裂变一次 8 个[15]、一次 14 个[16]、一次 7 个[17]、9 月又一次 3 个[18]。加起来 54 个。这还只是 RIKEN 一家。

顺便说，用 ²⁰⁸Pb 当初级束来找新核素是第一次[14]。以前大家用 ²³⁸U 裂变找丰中子的，用 ¹²⁴Xe、⁷⁸Kr 碎裂找中等质量的，铅束把 Z=58 到 75 这一段的两头同时打开了。

DESIR——口径在变，要盯住最新那一版。

DESIR 是法国 GANIL 的低能放射性核素装置。2023 年和 2024 年的会议报告都写着"2026 年 DESIR 将接收 S3-LEB 的束流"；到了 2026 年 5 月的 IPAC'26 论文，口径改成了：2027 年 DESIR 开始接收 SPIRAL1 的束流，S3-LEB 的束流在更晚的阶段接入[19]。DESIR 的建筑 2025 年已经完工。

这条束线本身很具体：总长 140 米，只传输单电荷态离子，能量最高 60 keV，配 12 个偏转器、70 个四极磁铁、26 个校正线圈——这批静电元件 2019 到 2020 年就按 GANIL-SPIRAL2 与 FAIR-GSI 的合作协议造完了[20]。

三、产额：普查的分水岭在"每天一个原子"这条线上

一个核素能不能被看到，取决于它每秒被造出多少个。这个数可以从头推：初级束流强 × 产生截面 × 分离传输效率 × 探测效率。如果是 ISOL 路线，还要再乘上从靶里扩散出来的释放效率、电离效率、加速效率[11]。

这里没有捷径，只有数量级。

先说产生截面有多离谱。FRIB 的分离器 ARIS 的甄别能力，官方说法是"最高能分辨五千亿亿分之一"——一千亿个草垛里找一根针[21]。而 FRIB 那次用 ⁸²Se 打碳靶的实验，新发现的几个核素——⁶³Sc、⁶⁵Ti、⁶⁶Ti、⁶⁸V——测出来的产生截面都在 10⁻¹² 毫靶恩量级（国际核数据 EXFOR 库收录条目 C3098）[22]。常规核反应的截面动辄毫靶恩，也就是说这里差了十二个数量级。

再看两个端点。

低的一端：每秒 10⁻⁵ 个，等于每天一个原子。密歇根州立大学之前的十年里，那些新核素的发现，靠的就是在 7 到 10 天的实验里逮到 3 到 7 个粒子[23]。这就是"发现"的物理成本——不是你造不出来，是你一周只能造出几个。

高的一端：FRIB 的设计束流功率 400 千瓦，换算成铀束是 8 微安，也就是每秒 5 × 10¹³ 个 ²³⁸U；换算成钙束是 42 微安、每秒 2.6 × 10¹⁴ 个[24]。HIAF 单次加速的离子数是数千亿个，束流速度达到光速的 96.4%[9]。

两端之间跨了七八个数量级，这就决定了普查内部的分工：产额高的核素可以测质量、测寿命、测激发态能级，一个一个性质往上摞；产额低到每天几个的，只能报一个存在，别的什么都做不了。

FRIB400 白皮书里的数字最能说明这条线在哪儿[25]。FRIB 本身能把中子滴线的探测推到 Z 约 30；FRIB400（把束流能量从 200 提到 400 MeV/u）能推到 Z = 60，白皮书的原话是"Z 从 30 到 60 之间可及滴线的元素数会翻倍"。具体到钙同位素：FRIB 名义能量下，⁶⁴Ca 每周能产出 10 个以上，⁶⁶Ca 是每周 1 个——这就是当时的发现极限。上了 FRIB400，⁶⁸Ca 每周约 1 个，⁷⁰Ca 每两周约 1 个[25]。

每两周一个。这就是 2026 年人类探测核素存在极限的真实速度。

HIAF 那边的起点也类似：铪-153 产生截面在皮巴量级，实验累计观测到 10 个离子[26]。王猛研究员对此的表述是——随着 HIAF 性能提升，未来实验亮度有望提高约两个数量级[26]。

这句话翻译一下：现在 10 个，将来 1000 个。1000 个离子，就不再只是"报一个存在"，而是可以做质量测量、可以放进衰变站、可以测半衰期了。这才是"产额是分水岭"的确切含义。

四、认得出：一个事件算不算发现

造出来和认出来是两件事。而且"认出来"这件事，在稀有核素领域有一整套成文和不成文的规矩。

先说规矩。核素发现项目用的判据是三条：必须有干净的鉴别（靠衰变曲线、与已知核素的母子关系、粒子谱或 γ 谱、或者唯一的质荷鉴别），必须发表在同行评议期刊上，投稿日期算发现日期；如果两篇文章同一天投稿，先发表的那篇拿署名权[27]。

再说手段。飞行分离用飞行时间—磁刚度—能损三量联合鉴别；储存环用等时性质谱，靠离子在环里的回旋频率反推质荷比；反冲分离器用 α 衰变链，靠能量—位置—时间三重关联把一条链从母核一路串到子核。

三个例子说明这套规矩的边界在哪。

第一个是 ⁶¹Ca。在 FRIB 那次 ⁸²Se 实验里，团队只观察到"一个与 ⁶¹Ca 相符的事件"。论文写的是"one event was found to be consistent with ⁶¹Ca"，一个事件，措辞是 consistent with[22]。这不是含糊，这是诚实。一个事件无法构成发现，但足以写进论文，因为它指向一个理论模型普遍认为可能不存在的核素——而它似乎存在。

第二个是 ⁷¹Cr。同一批结果里，FRIB 的新闻稿写"五个此前未观测到的核素：钪-63、钛-65、钛-66、钒-68，还有铬-71"[21]；但论文摘要和核素发现项目的官方清单写的都是四个——钪-63、钛-65、钛-66、钒-68[22][27]。两处口径对不上，以论文和国家核数据中心清单为准。这类"新闻稿比论文多说一个"的情况在二次传播里很常见，引用时要以论文和发现清单为锚。

第三个是报告本身。铪-153 这件事的价值，有一半来自"几乎同期被两台不同原理的装置独立看到"。HIAF 走的是弹核碎裂 + 高刚度放射性束流线 + 环形谱仪等时性质谱；RIBF 走的是 ²⁰⁸Pb 碎裂 + BigRIPS[14][26]。原理不同、装置不同、团队不同，结论一致。在只有 10 个计数、背景里还挤着一堆邻近核素的场合，这种独立确认不是礼节，是必要的交叉验证。

这里还有一件容易被忽略的事：新核素的"发现"和"研究"是两笔账。 发现只要满足鉴别和发表；研究要的是足够的事件数去测质量、寿命、分支比、激发态。已经在账上的 3,340 个核素里，质量已知的只有 2,550 个，半衰期已知的 3,092 个[1]——也就是说，光是把已知核素的性质补齐，就是几千个测量任务。这也是为什么各家装置在追新核素的同时，都在花大量束流时间回头测已知核素的性质。

五、数据往哪儿去：比造机器更难的活

现在说这条论述里最容易被轻视的一段。

一台下一代装置跑一年会产生多少数据？FAIR 计算概念设计报告给了具体数字：在 First Science+ 阶段，大型实验每年产生约 25 PB 的原始数据；配套的蒙特卡洛模拟数据同一量级，约 15 PB 每年；设施级别的存储需求约 35 PB 每年，永久归档数据以每年约 30 PB 的斜率线性增长；快速访问的磁盘容量在 FS+ 阶段饱和于约 160 PB，到 MSVc 阶段是 210 PB[6]。

数据率更吓人。CBM 和 PANDA 两个单体实验面对的峰值数据率是每秒约 500 GB，峰值相互作用率每秒 10⁷ 次，扣掉机器占空比之后持续约每秒 3.75 × 10⁶ 个事件，而且不用硬件触发，全部流式读出[6]。

对比一下现有家底：GSI 现在的 Green-IT Cube 超算有约 1.1 MHEPSpec06 的算力（大约 5 万个 x86 核心加约 500 张 AMD GPU）和约 30 PB 存储[6]。FS+ 阶段需要 2.2 MHEPSpec06，MSVc 阶段需要 4.3 MHEPSpec06[6]。

这些数字的意义不在"大"，在于它们把一件以前不是物理问题的事情变成了物理问题：你怎么保证 10 年后的某个人，能拿着你当年那 10 个离子的原始数据，重新做一遍鉴别，并且得出同样的结论。

FAIR 的方案是工程化的：每个研究项目一份数据管理计划；持久标识符（DOI）统一使用；跟进 ESCAPE 提出的"数据湖"概念；建立每半年一次的算力资源评估，由外部委员会监督；IT 部门只负责"从实验出来的那根光纤之后"的事，科研组的软件和数据由科研组自己负责[6]。

FRIB 的方案是契约式的，而且更具体：非专有实验拿到束流时间的条件，是要么有一套 FRIB 批准的数据管理实施方案，要么签署四项承诺——发表时把论文里展示的科学数据以机器可读方式公开、向 FRIB 提供数据仓库链接、FRIB 保存原始数据与元数据五年、五年后由实验共同发言人负责继续保存与共享[28]。专有实验不适用，因为要全额收费。

往上再看一层，还有"评估账本"这一级。NUBASE2020 和同期的原子质量评估 AME2020 是同一期的三篇文章，彼此耦合——因为现代的质谱实验一次能产出几百个短寿命核素的数据，没有一份权威的核素身份清单，根本没法在复杂谱里把这些核素对上号[1]。美国国家核数据中心维护的 Discovery of Nuclides 项目则在实时更新"谁在什么时候发现了什么"[3]。GSI 层面还有研究数据管理计划（RDMP），目前是推荐而非强制[12]。

为什么这一层跟产额一样是要命的关口？回到铪-153。那是一个靠 10 个计数、皮巴量级截面支撑起来的结论。它的可靠性完全依赖三件东西：单离子级别的原始鉴别信息能不能完整留存、跨装置的处理流程能不能对齐比较、以及第二个装置（RIBF）能不能用自己的一套数据验证同一个结论。前两件事做不到，第三件事就是空话。

所以"数据治理成为设施能力的分水岭"这句话，落到实处就是：产额决定你能看到多深，治理决定这些看到的东西能不能被第二个人验证、被第三个装置复用。一个是望远镜的口径，一个是望远镜的校准记录。缺了后者，前者再大也只是一次性的观测。

六、那么"从 3,300 到 4,000"意味着什么

回到用户给的那句话：可及核素从超过 3,300 向超过 4,000 推进，是理论预期。

需要把它拆开，因为这里混了三个不同的数。

第一个是账本现状：3,340 个基态核素有发现年份（NUBASE2020 口径，数据截至 2020 年 10 月）[1]；活数据库目前是"超过 3,300 个"[3]。

第二个是下一段能填多少：4,000 减 3,340 等于 660。按 2026 年前八个月的节奏算——RIBF 报了 54 个，FRIB 报了 4 个，近代物理所报了 3 个（锫-235 和镅-231 是 PLB 那篇[29]，铪-153 是 Science Bulletin 那篇[26]）——全世界一年大约 60 到 70 个，跨过 4,000 这条线大概需要十年。所以"4,000"不是官方目标，是一个按当前速度外推的打卡点。

第三个是理论盘子：约 7,000 个（Erler 2012）[2]，还有人算出 9,000 以上。FRIB 单独一家就能把约 5,000 个核素做成"可供研究"（美国能源部口径，从过去一个世纪的约 2,000 个提上来），并覆盖到铀为止全部理论预言核素的约 80%[24][30]。注意"可供研究"和"第一次看见"不是一回事——前者含既有核素，后者才是新发现。

4,000 之后的 3,000 个空格，才是真问题。RIBF 前主任 En'yo 在 2018 年说过一句很清醒的话：在当前这一代设施上，还能探索几百到一千个；但要发现全部 7,000 个，"还没有路线图"[31]。

所以这一轮普查的真实边界不在 4,000。在于产额和治理这两件事能不能同时到位——产额把可及范围往外推，治理让推出去的范围变成可复用的知识。四台装置同时在 2028 年前后进入科学运行，这是机会；但也意味着四套数据、四种鉴别流程、四个不同的存档策略要面对同一张核素图。谁先解决"我的数据和你的数据能对上"，谁就不只是多发现几个核素，而是定义了别人怎么发现。

核实与纠错

下表逐条列出本轮核查中与流传口径不符、或需要限定条件的说法。

#常见说法核实结果依据
1FAIR 首束 2026 年底，NUSTAR 首个实验 20282026 年 2 月 5 日 UNILAC 高压供电系统起火，2026/27 束流时间无法按计划执行；修订后为 2027 年 Q4 起有限调试（轻离子），2028 年起中期科学计划，2030 年底起重离子全速运行[4]
2NUSTAR 的首个实验在 2028 年须区分两级：Super-FRS 高能支线在 2027 年就用 SIS18 束流做物理运行（Early Science）；SIS100 的首个实验在 2028 年下半年（First Science）[5][6]
3HIAF 2028 年束流时间 3000 小时、2030 年 5000 小时中英文各四轮检索均无出处，官方发布、用户文档、总工程师公开报告、地方报道中均无此口径，不可引用—
4HIAF 氧/铋脉冲流强比原世界纪录提高 2.5 倍和 8 倍官方口径为 3 倍和 7.5 倍；绝对值 2.5 × 10¹¹ 与 3.2 × 10¹⁰ 个每脉冲[7][8][9]
5已知核素约 3400 种精确口径：NUBASE2020 记录 3,558 种基态核素，其中 3,340 种有发现年份；另有 1,938 个同核异能态（寿命长于 100 ns）[1]
6理论预言可合成约 8000 种核素7,000 出自 Erler 等 2012 年《自然》论文（Z=2—120）；"8,000 种"来源不明；另有更宽模型给出 9,000 以上[2]
7RIBF 累计发现 170 个新核素时点不同：2023 年升级报告为 156 个（132 个来自 ²³⁸U 裂变）；2026 年 ²⁰⁸Pb 论文写 BigRIPS 累计 216 个[13][14]
8FRIB ⁸²Se 实验发现五个新核素（含 ⁷¹Cr）论文摘要与 NNDC 发现清单均为四个（⁶³Sc、⁶⁵Ti、⁶⁶Ti、⁶⁸V）；另有 1 个与 ⁶¹Ca 相符的事件。新闻稿的"五个"以论文为准[21][22][27]
9DESIR 2026 年接收 S3-LEB 束流2026 年 5 月 IPAC'26 论文改为：2027 年先从 SPIRAL1 接收束流，S3-LEB 在更晚阶段接入[19][20]
10DESIR 束线可以传输任意能量束流只传输单电荷态离子，能量上限 60 keV[20]
11Bk-235/Am-231 论文为最终版本该文 2026 年即发布勘误（Phys. Lett. B 879, 140665）[29]
12GSI 发现 192 个同核异能态、研究者个人纪录 143 个该组数字出自对 Thoennessen 在 *Atomic Data and Nuclear Data Tables* 上统计工作的报道，属二手口径，引用前需回原刊核对[32]

参考文献

  1. F. G. Kondev, M. Wang（王猛）, W. J. Huang（黄文嘉）, S. Naimi, G. Audi，"The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties," *Chinese Physics C* 45(3), 030001 (2021). DOI: 10.1088/1674-1137/abddae. ——作者机构署名：Kondev 属阿贡国家实验室物理部；王猛属中国科学院近代物理研究所，并兼中国科学院大学核科学与技术学院（通讯作者）；黄文嘉署先进能源科学与技术广东省实验室、马普核物理研究所、巴黎萨克雷大学 IJCLab；Naimi 属理化学研究所仁科加速器科学中心；Audi 属 IJCLab。数据截至 2020 年 10 月 30 日。注意：文中"3,340"特指 NUBASE2020 表中标注了发现年份的基态核素，与"记录在案 3,558 种"不是同一个数。
  1. J. Erler, N. Birge, M. Kortelainen, W. Nazarewicz, E. Olsen, A. M. Perhac, M. Stoitsov，"The limits of the nuclear landscape," *Nature* 486(7404), 509–512 (2012). DOI: 10.1038/nature11188. ——作者均署田纳西大学与橡树岭国家实验室，Kortelainen 兼署于韦斯屈莱大学，Nazarewicz 兼署华沙大学理论物理研究所。核心结论：用核密度泛函理论配合多个 Skyrme 相互作用与高性能计算，给出 Z 从 2 到 120 的束缚核素数约 7,000，并首次给出滴线位置的统计与系统不确定度。
  1. FRIB 核素发现项目（Discovery of Nuclides Project），密歇根州立大学稀有同位素束流设施维护。项目自 2007 年由 Michael Thoennessen 发起，逐年更新；2025 年起数据库扩展到同核异能态。官方页面给出"目前已有超过 3,300 个核素在 1,500 多篇论文中被发现，约 4,000 名研究者参与"的口径。见 frib.msu.edu 的 Discovery of Isotopes 与 List of New Isotope Discoveries 页面。
  1. GSI/FAIR，"Beamtime — Beamtime Situation in Coming Years"（2026 年 6 月更新）。公告原文说明：因 2026 年 2 月 5 日 UNILAC 高压供电系统技术故障引发火灾，2026/27 束流时间无法按计划执行；2026 年仅 CRYRING 独立模式与 PHELIX 有常规用户运行。短/中/长期方案分别为：2027 年 Q4 起轻离子（至碳）低强度调试与有限用户运行；2028 年起至中等重离子（至氙）中等强度的中期科学计划；2030 年底起重离子高流强全面运行；2032 年起 HELIAC 恢复长脉冲以供超重元素搜索。
  1. "FAIR Commissioning — Towards First Science," arXiv:2510.14948 [physics.acc-ph]（2025 年 10 月）。——Super-FRS 早期科学构型：150 个机架、30,000 条电缆、120 余个磁元件、40 台驱动器、60 套束流诊断设备，分布于 25 个真空段；超导磁体经 8 条低温支路与 45 个馈送箱冷却。全文口径为：2025—2026 年安装与调试并行，2027 年全部低温段降温，Q3 干运行、Q4 束流调试，目标 2028 年 Early Science。NUSTAR 描述为"600 多名成员、来自 140 多个国际机构"。
  1. "Conceptual Design Report for FAIR Computing," arXiv:2511.01861（2025 年 11 月）。——时间线：Early Science 2027（S-FRS 高能支线配合 SIS18 束流）、First Science 2028 年下半年（SIS100）、FS+ 2028 起、MSV 目标 2032。数据量：FS+ 原始数据约 25 PB/年，模拟数据约 15 PB/年，设施级存储需求约 35 PB/年，永久归档年增约 30 PB/年，快速存储饱和于约 160 PB（FS+）与 210 PB（MSVc）。CBM/PANDA 峰值数据率约 500 GB/s，峰值相互作用率 10⁷/s，持续 3.75 × 10⁶ 事件/s，无硬件触发。现有 Green-IT Cube 约 1.1 MHEPSpec06（约 5 万核心 + 约 500 张 AMD GPU）与约 30 PB 存储；FS+ 需 2.2 MHEPSpec06，MSVc 需 4.3 MHEPSpec06。
  1. 中国科学院，"China's High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility Completes Construction, Begins Trial Operations"（2026 年 7 月）。——HIAF 2026 年 7 月 21 日通过工艺验收并进入试运行；2018 年 12 月动工，2025 年 10 月完成首次全面束流调试。指标：氧离子束 2.5 × 10¹¹ 个每脉冲，铋离子束 3.2 × 10¹⁰ 个每脉冲，氧离子最高能量 4.25 GeV；超快电源可在 100 毫秒内改变数千安培电流（对应磁场上升速率 12 T/s）；钛合金内衬薄壁真空室壁厚 0.3 毫米，真空度 10⁻¹² 毫巴。占地 80 英亩，束线 2 公里，地下 13 米。
  1. 新华网/南方日报等对 HIAF 工艺验收的报道（2026 年 7 月 21—22 日）。——官方口径为典型氧离子束与铋离子束脉冲流强"将原国际最高指标分别提高了 3 倍和 7.5 倍"；该表述在国务院新闻办英文稿中为"surpassing the previous international records by 3.0 times and 7.5 times"。请注意中文"提高了 3 倍"与英文"by 3.0 times"在倍数解释上均有歧义，本文一律采用官方给出的两个绝对值（2.5 × 10¹¹、3.2 × 10¹⁰）作为可比数据。
  1. 经济日报《国之重器再上新》（2026 年 8 月 11 日）与人民日报/央视相关报道。——HIAF 单次加速离子数可达数千亿个，束流速度达光速的 96.4%，能区覆盖 MeV/u 至 GeV/u；氧离子束实测单核子能量 4.299 GeV/u（设计值 4.25）；16 小时实现 2 公里束线全线贯通。
  1. 《南方日报》"重离子大炮探索微观世界奥妙"（2026 年 2 月 19 日），引述中国科学院近代物理研究所副所长、HIAF 总工程师杨建成。——原话："我们兰州装置的申请每年超过两万小时，实际能提供的只有几千小时。"这是本文讨论束流时间供需缺口的主要依据。
  1. 第 21 届国际离子源会议（ICIS 2025）综述，"towards the ARIEL era," *Journal of Physics: Conference Series* 3237, 012067 (2026). DOI: 10.1088/1742-6596/3237/1/012067. ——TRIUMF ISAC 自 2004 年两个靶站上线以来每年向实验交付约 3,000 小时束流；在建 ARIEL 增加一个质子靶站与一个光裂变靶站，三个靶站可同时运行，实验时间最多提高到每年 9,000 小时，计划 2028 年开始常规运行。文中给出 ISOL 产额公式 R = R_p · ε_R · ε_I · ε_A 及各因子的物理含义。
  1. GSI/FAIR 束流时间申请公告：Call for Proposals for beam time in 2026/2027；以及 CRYRING 独立模式 2026 年提案征集公告。——GSI/FAIR 束流时间以 8 小时为一个班次计；CRYRING 独立模式 2026 年 10 月至 2027 年 3 月预计共放出约 120 个班次。公告同时说明研究数据管理计划（RDMP）目前对已批准实验为"推荐"而非强制。
  1. RIKEN 仁科加速器科学中心，"RIBF Facility Upgrade Project"报告（2023 年 7 月，提交仁科中心咨询委员会评审）。——八年计划，总预算 224 亿日元（加速器 173 亿 + BigRIPS/ZeroDegree 51 亿）；铀束强度从约 100 pnA 提升至 2,000 pnA（20 倍）；核心器件为两个电荷剥离环 CSR，把剥离效率从 5% 提高到 50%，电力增耗仅 6 MW（当前铀束运行约 17 MW）。执行节奏：第 2 年启动 IRC 改造与 SRC 高频升级，第 3 年开建 CSR1，第 6 年开建 CSR2 并朝 500 pnA 运行，第 9 年朝 2,000 pnA。截至统计时点，BigRIPS 累计发现 156 个新核素，其中 132 个来自 ²³⁸U 飞行裂变、24 个来自弹核碎裂。报告明确指出目标流强低于 FRIB，但每核子能量高 1.5 倍以上。
  1. N. Fukuda, S. Michimasa, H. Suzuki, Y. Shimizu, H. Takeda, Y. Togano, M. Yoshimoto, Y. Yanagisawa, K. Kusaka, M. Ohtake, H. Sato, T. Sumikama, K. Yoshida, S. Motomura, H. Baba, Y. Ichinohe, N. Kitamura, K. G. Tanaka, K. Kasai, D. Suzuki, N. Imai, R. Yokoyama, Y. Yamamoto, S. Hanai, Y. Funasaka, R. Tsuchiya, N. Matsuoka, N. Fukunishi, H. Sakurai，"First Observation of 22 Exotic Isotopes Using a ²⁰⁸Pb Primary Beam at the RI Beam Factory," *Progress of Theoretical and Experimental Physics* 2026(6), 061D01 (2026). DOI: 10.1093/ptep/ptag082. ——全部作者署理化学研究所仁科加速器科学中心等机构。第一次用 345 MeV/u 的 ²⁰⁸Pb 束做新核素搜寻，靶为 2—5 毫米厚铍靶，用 BigRIPS 分离并用飞行时间—磁刚度—能损鉴别。共确认 22 个新核素（5 个缺质子、17 个丰中子），分布在 Z = 58—75：¹¹⁸Ce、¹²⁰Pr、¹⁷⁹Ho、¹⁸¹·¹⁸²Er、¹⁸⁴⁻¹⁸⁶Tm、¹⁸⁸·¹⁸⁹Yb、¹⁹¹Lu、¹⁵²·¹⁵³·¹⁹³·¹⁹⁴Hf、¹⁵⁴·¹⁹⁵·¹⁹⁶Ta、¹⁹⁸·¹⁹⁹W、²⁰⁰·²⁰¹Re。
  1. Y. Shimizu, K. P. Rykaczewski, N. Fukuda, N. T. Brewer 等，"Exploration of Neutron-Rich Isotopes around N = 50 via the In-Flight Fission of a 345 MeV/Nucleon ²³⁸U Beam," *Progress of Theoretical and Experimental Physics* 2026, 033 (2026). ——用 4 毫米厚铍靶与 BigRIPS 两段分离，首次确认 8 个新核素：⁷²Cr、⁷⁴·⁷⁵Mn、⁷⁷Fe、⁷⁹·⁸⁰Co、⁸⁵Cu、⁹⁰Ga。⁷⁷Fe 仅观测到 1 个事件。
  1. H. Suzuki, N. Fukuda, H. Takeda, Y. Shimizu 等，"Discovery of Proton-Rich Radioactive Isotopes in the Z = 63–70 Region Produced by the Projectile Fragmentation of a 345-MeV/Nucleon ²³⁸U Beam," *Progress of Theoretical and Experimental Physics* 2026, 023 (2026). ——1 毫米厚铍靶、BigRIPS 分离、第一色散焦点加薄钽箔抑制轻核污染、飞行时间—磁刚度—能损鉴别。共获 14 个新核素：¹³²·¹³³Eu、¹³³·¹³⁴·¹³⁶Gd、¹³⁶·¹³⁷·¹³⁸Tb、¹³⁸Dy、¹⁴³Ho、¹⁴³Er、¹⁴⁴Tm、¹⁴⁷·¹⁴⁸Yb。
  1. T. Sumikama 等，"Expanding the Isotopic Frontier: Seven New Neutron-Rich Rare-Earth Isotopes Observed at RIKEN RI Beam Factory," *Journal of the Physical Society of Japan*（2026 年 1 月）。——7 个新核素：¹⁵²Cs、¹⁵⁵Ba、¹⁵⁸La、¹⁵⁹·¹⁶⁰Ce、¹⁷³Gd、¹⁷⁵Tb。
  1. H. Suzuki 等，"Discovery of Proton-Rich Radioactive Isotopes in the Z = 60 Region Produced by the Projectile Fragmentation of a 345-MeV/Nucleon ²³⁸U Beam," *Progress of Theoretical and Experimental Physics*（2025 年 10 月）；以及 2026 年 9 月报告的 ¹¹³Ba、¹¹⁷Ce、¹²²Nd 三个缺质子核素。两批均出自 RIBF。
  1. L. Perrot, B. Blank, K. Lacombe, L. Daudin, C. Michel, F. Varenne, J. Thomas, V. Watt-Morel, H. Ramarijaona, J. Cam，"Update of the beam lines conception of the SPIRAL2-DESIR Project at GANIL Caen France," 第 17 届国际粒子加速器会议（IPAC'26）论文集，Deauville，2026 年 5 月 17—22 日，pp. 4013—4016. DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2026-THP4063. ——作者机构为巴黎萨克雷大学 CNRS/IN2P3 的 IJCLab、波尔多二无限实验室（LP2I Bordeaux）、GANIL、卡昂粒子物理实验室（LPC-Caen）。关键表述：DESIR 建筑 2025 年完工；2027 年起接收升级后 SPIRAL1 的束流，S3-LEB 的束流在更晚阶段接入。
  1. L. Perrot, H. Ramarijaona，"Studies and results of electrostatic devices for the SPIRAL2-DESIR project at GANIL Caen France," IPAC'23 论文集，Venice，2023，TUPM069. DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2023-TUPM069. ——作者均署巴黎萨克雷大学 CNRS/IN2P3 的 IJCLab。束线总长 140 米，仅传输单电荷态离子，能量上限 60 keV，横向几何发射度 80 π·mm·mrad；12 个偏转器、70 个四极磁铁、26 个校正线圈已于 2019—2020 年在 GANIL-SPIRAL2 与 FAIR-GSI 的合作协议下制造完成。对照说明：此文（以及同期 2024 年会议报告）写的是"2026 年 DESIR 将接收 S3-LEB 束流"，与 2026 年 IPAC'26 论文的口径不一致，正文已采用较新的口径。
  1. FRIB 新闻稿，"FRIB's Advanced Rare Isotope Separator pushes the limits of rare isotope discovery," Michigan State University. ——ARIS 的分离与鉴别灵敏度可达"五千万亿分之一"（one in a quintillion）。该稿称团队观测到 5 个此前未观测的核素（⁶³Sc、⁶⁵Ti、⁶⁶Ti、⁶⁸V、⁷¹Cr）以及 1 个与 ⁶¹Ca 相符的原子。注意与下条论文及 NNDC 清单的口径冲突。
  1. O. B. Tarasov, B. M. Sherrill, A. C. Dombos, K. Fukushima, A. Gade, K. Haak, M. Hausmann, D. Kahl, D. Kaloyanov, E. Kwan, H. K. Matthews, P. N. Ostroumov, M. Portillo, I. Richardson, M. K. Smith, S. Watters，"Discovery of new isotopes in the fragmentation of ⁸²Se and insights into their production," *Physical Review C* 112, 034604 (2025). DOI: 10.1103/573p-7fjp. ——全部作者署密歇根州立大学（FRIB/NSCL）。实验条件：²⁰⁸Se 以 228 MeV/u 打在 8.0 毫米厚旋转碳靶上，初级束流 1.07 pμA（摘要另处出现 1.83 pμA 的数值，系 2025 年 10 月 17 日勘误修正了摘要第四句，使用时须以更正后版本为准）。首次观测到 4 个新核素：⁶³Sc、⁶⁵Ti、⁶⁶Ti、⁶⁸V；另有 1 个事件与 ⁶¹Ca 相符。数据已收录入 EXFOR（条目 C3098）与 XUNDL（键 2025TA21）。
  1. M. Thoennessen，"Opportunities for isotope discoveries at FRIB," *Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B*（2016). ——作者署密歇根州立大学国家超导回旋加速器实验室。文中给出核素发现的实际门槛："每秒 10⁻⁵ 个相当于每天一个粒子"；NSCL 此前十年的新核素发现，基于在 7 至 10 天实验中探测到 3 至 7 个粒子。同时给出 RIBF 前七年发现 69 个核素的早期统计。
  1. FRIB 主加速器技术参数与科学论证材料（非单篇论文，为以下几处公开口径的合并引用）：（a）FRIB 的 400 kW 超导射频直线加速器，对应铀束约 8 pμA（每秒 5 × 10¹³ 个 ²³⁸U）或钙束约 42 pμA（每秒 2.6 × 10¹⁴ 个）；该组参数出自 FRIB/ARIS 用户研讨会的设施介绍材料（H. Crawford，ARIS 2023，作者属劳伦斯伯克利国家实验室核科学部）。（b）美国能源部科学办公室核物理用户设施页面（FRIB 条目）给出的官方口径：过去一个世纪全世界研究过的同位素约 2,000 种，FRIB 将把可供研究的同位素数提高到约 5,000 种。（c）CERN Courier 对 FRIB 科学总监 Bradley Sherrill 的访谈中，同一能力表述为"覆盖约 80% 理论预言存在的同位素"。三处口径互补但不完全等价，引用时须标明具体出处。
  1. FRIB400 白皮书，《The Scientific Case for the 400 MeV/u Energy Upgrade of FRIB》，FRIB 科学共同体（2019）。——关于同位素发现的前沿：中子滴线目前只在 Z ≤ 10（氖）以内被实验确立；FRIB 可把探测推进到 Z 约 30，FRIB400 可到 Z = 60，白皮书原话为"FRIB400 将使中子滴线可及的元素数在 Z = 30 到 60 之间翻倍"。具体产额预测：FRIB 名义能量下 ⁶⁴Ca 每周超过 10 个、⁶⁶Ca 每周 1 个（发现极限）；FRIB400 下 ⁶⁸Ca 每周约 1 个、⁷⁰Ca 每两周约 1 个（后者需铀束经磨蚀—裂变—两步碎裂，且需靶技术同步发展）。
  1. 中国科学院近代物理研究所，"强流重离子加速器装置首个实验结果发表 开启发现之旅"（2026 年 8 月 3 日）；论文题为 "Discovery of isotope hafnium-153 near the proton drip line via isochronous mass spectrometry: extending the nuclear landscape with HIAF"，以短通讯形式发表于 *Science Bulletin*（2026）。——实验条件：BRing 产生 836.66 MeV/u 的 ²⁰⁹Bi 束轰击石墨靶，弹核碎裂产物经高刚度放射性束流线（HIRIBL）纯化传输后注入运行在等时性光学模式下的高精度环形谱仪（SRing）；用飞行时间探测器快速鉴别，用等时性质谱术测质量。累计观测到 10 个 ¹⁵³Hf 离子，产生截面估算在皮巴量级；结果表明 ¹⁵³Hf 为束缚或弱束缚核素，与多个核质量模型预言一致。合作单位：近代物理所重离子科学与技术全国重点实验室、中国科学院大学、德国 GSI 亥姆霍兹重离子研究中心、德国科隆大学、东华理工大学、先进能源科学与技术广东省实验室。文中引述该所研究员王猛的表述：随着 HIAF 性能提升，未来实验亮度有望提高约两个数量级。（注：王猛同时是 NUBASE2020 的通讯作者之一，见文献 1。）
  1. FRIB 核素发现项目的发现判据与最新收录清单，见 frib.msu.edu 的 Discovery of Isotopes 页面。判据为：干净的鉴别（衰变曲线及与已知核素的母子关系、粒子谱或 γ 谱、或唯一的质荷鉴别）；须发表于同行评议期刊；以投稿日期为发现日期；同日投稿者以先发表者获得署名权；若以半衰期作为鉴别依据，须与后来确立的值在约 2 倍以内相符。该清单在 2025 年 9 月 4 日条目中记录的是 4 个核素（⁶³Sc、⁶⁵Ti、⁶⁶Ti、⁶⁸V），与文献 22 一致。
  1. FRIB，"FRIB Data Management and Sharing Plan," Michigan State University. ——非专有实验获得束流时间的条件是：拥有 FRIB 批准的数据管理实施方案，或同意四项实施承诺——论文中展示的全部科学数据在发表时以开放、机器可读、数字化可访问的方式向公众开放；发表后向 FRIB 提供所选用数据仓库的链接；FRIB 按共同发言人指定的要求保存原始数据与元数据五年；五年之后由共同发言人负责继续保存与共享。此外，共同发言人须承诺把 FRIB 实验产生的出版物提交至 ELink。专有实验不适用该计划。
  1. J. G. Wang, Z. C. Li, Z. Y. Zhang, Z. G. Gan, A. N. Andreyev, M. H. Huang, L. Ma, M. M. Zhang, H. B. Yang, C. L. Yang, Y. H. Qiang, Z. H. Li, X. Y. Huang, G. Xie, L. Zhu, H. Zhou, X. Zhang, J. H. Zheng, S. Y. Xu, Z. Zhao, L. C. Sun, F. Guan, X. L. Wu, W. X. Huang, Y. L. Tian, Y. S. Wang, J. Y. Wang, Z. W. Lu, Y. He, L. T. Sun, Z. Z. Ren, S. G. Zhou, V. K. Utyonkov, A. A. Voinov, Yu. S. Tsyganov, A. N. Polyakov（共 36 位作者），"Decay properties of new isotopes ²³⁵Bk and ²³¹Am," *Physics Letters B* 875, 140365 (2026). DOI: 10.1016/j.physletb.2026.140365；勘误见 *Physics Letters B* 879, 140665 (2026). ——主要作者机构为中国科学院近代物理研究所（含重离子科学与技术全国重点实验室），Andreyev 属英国约克大学，Utyonkov、Voinov、Tsyganov、Polyakov 属俄罗斯杜布纳联合核子研究所。实验在惠州加速器驱动超重元素研究装置（CAFE2）上，用充气反冲分离器 SHANS2，通过 ¹⁹⁷Au(⁴⁰Ar, 2n)²³⁵Bk 反应（⁴⁰Ar 能量 182.4 与 187.5 MeV）产生；获得三条关联 α 衰变链，测得 ²³⁵Bk 的 α 粒子能量 7632(17) keV；²³¹Am 的 α 粒子能量 7109(18) keV、半衰期 75⁺¹³⁷₋₃₀ 秒、α 衰变分支比 17⁺⁶⁵₋₁₅%；结果与 WS4+RBF 理论预言存在显著偏差。
  1. 美国能源部科学办公室核物理用户设施页面（FRIB 条目）。——官方口径：FRIB 2022 年开始运行，2025 财年用户数 1,073 人；FRIB 将把可供研究的同位素数量提高到约 5,000 种。（同一页面目前将用户数标为 2025 财年数据，引用时注意时点。）
  1. H. En'yo 对 RIKEN 新核素发现的评论，见 *Chemistry World* 报道"Table of nuclides expanded with discovery of 73 new nuclei"（2018）。——时任仁科加速器科学中心主任的 En'yo 表示："在当前设施上还能探索几百到一千个"，但"要发现全部 7,000 个还没有路线图，大概需要新的发明"。该篇同时给出这批新核素的原始文献：N. Fukuda et al., *J. Phys. Soc. Jpn.* 87, 014202 (2018); Y. Shimizu et al., *J. Phys. Soc. Jpn.* 87, 014203 (2018); H. Suzuki et al., *Phys. Rev. C* 96, 034604 (2017); T. Sumikama et al., *Phys. Rev. C* 95, 051601(R) (2017).
  1. 关于 GSI/FAIR 同核异能态统计的报道（2026 年），转述 Michael Thoennessen 在 *Atomic Data and Nuclear Data Tables* 上的统计工作，称 GSI/FAIR 累计探测 192 个同核异能态，其中 Ivan Kojouharov 参与共同发现 143 个，为个人最多；另称已故的 Hans Geissel 保持核素发现数 279 个的个人纪录。**本组数字为二手口径，本文正文未直接使用；如需引用，须回到 *Atomic Data and Nuclear Data Tables* 原刊核对卷期与准确计数。**
  1. 中国经济网《填补核素"谱系"空白 我国科学家向新元素合成加速迈进》（2026 年 4 月 13 日）。——关于锫-235/镅-231 工作的一手采访：⁴⁰Ar 束流强度约每秒 1.8 × 10¹³ 个原子核，轰击高纯金靶，经充气反冲核谱仪磁分离后在探测器中捕获；实验历时近一个月，观测到三条能量—位置—时间高度关联的 α 衰变链。受访者为该所王建国、甘再国、张志远等研究人员。文中给出该所自 20 世纪 90 年代以来累计发现 44 种新核素、其中近十年占一半以上的口径；另据该所 2026 年 9 月口径，依托兰州重离子研究装置累计合成 42 种新核素，占全国新核素总量 95% 以上——两个数字口径范围不同，引用时须注明。