近代物理所等合成新核素钚227

　　中國科學院近代物理研究所與合作者發現了钚元素的一個新的同位素钚-227。10月3日，相關研究成果發表在《物理評論C》（Physical Review C）上。

　　當原子核的核子數等于某些特殊的數目時（2、8、20、28、50、82、126），原子核特別穩定，形狀接近球形。這些數字被稱為幻數。而幻數的存在反映了原子核的殼層結構。126是中子特有的幻數。已有研究表明，隨著原子序數的增大，中子幻數126的殼效應從82號鉛元素到92號鈾元素有連續減小的趨勢。那么，該幻數的殼效應是否在更重的核區（質子數≥93）減弱？這一科學問題是殼效應演化研究的熱點。

　　近年來，近代物理所新核素研究團隊通過合成多個93號元素镎的新同位素，找到了中子幻數126殼效應在镎同位素中存在的證據。然而，關于該幻數是否在94號钚元素的同位素中存在，缺少實驗證據。為了獲取關鍵實驗數據，該團隊制定了合成未知核素钚-221至钚-227的研究計劃。

　　依托蘭州重離子加速器，該團隊利用充氣反沖核譜儀SHANS，通過熔合蒸發反應觀測到新核素钚-227。研究測量發現，該新核素的α衰變能約為8191 keV，半衰期約為0.78秒。進一步，研究顯示，钚-227的衰變能和半衰期滿足已知钚同位素α衰變性質的系統規律。

　　钚-227是近代物理所合成的第39個新核素，也是中國科學家發現的首個钚同位素。它的合成為繼續發現其他更輕的钚同位素、探討中子幻數126殼效應的演化奠定了基礎。

　　研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目等的支持。

　　實驗觀測到的9個新核素钚-227的α衰變事件以及钚-227在核素圖上的位置（紅色五角星）；藍色五角星標記的是近代物理所團隊此前合成的部分新核素。