近代物理所合成新核素钚-227
近日，中國科學(xué)院近代物理研究所的科研人員與合作者發(fā)現(xiàn)了钚元素的一個新的同位素钚-227，相關(guān)成果于10月3日在Physical Review C?期刊上發(fā)表。
當(dāng)原子核的核子數(shù)等于某些特殊的數(shù)目時(2、8、20、28、50、82、126)，原子核會特別穩(wěn)定，形狀接近球形，這些數(shù)字被稱為幻數(shù)?；脭?shù)的存在反映了原子核的殼層結(jié)構(gòu)。126是中子特有的幻數(shù)，已有研究表明隨著原子序數(shù)的增大，中子幻數(shù)126的殼效應(yīng)從82號鉛元素到92號鈾元素有連續(xù)減小的趨勢。那么，該幻數(shù)的殼效應(yīng)是否在更重的核區(qū)（質(zhì)子數(shù)≥93）也會減弱呢？這一科學(xué)問題是目前殼效應(yīng)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(shù)126殼效應(yīng)在镎同位素中存在的證據(jù)。然而，對于研究該幻數(shù)是否在94號钚元素的同位素中存在還缺少實驗證據(jù)。為了獲取關(guān)鍵實驗數(shù)據(jù)，近代物理所團隊制定了合成未知核素钚-221至钚-227的相關(guān)計劃。
依托蘭州重離子加速器，研究團隊利用充氣反沖核譜儀SHANS，通過熔合蒸發(fā)反應(yīng)成功觀測到了新核素钚-227。團隊測量了該新核素的α衰變能約為8191 keV, 半衰期約為0.78秒。進(jìn)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(zhì)的系統(tǒng)規(guī)律。
钚-227是近代物理所合成的第39個新核素，也是中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的首個钚同位素。它的成功合成為繼續(xù)發(fā)現(xiàn)其它更輕的钚同位素、深入研究中子幻數(shù)126殼效應(yīng)的演化奠定了基礎(chǔ)。
該研究得到了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家自然科學(xué)基金等多個項目的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevC.110.044302
圖：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（紅色五星）。藍(lán)色五星標(biāo)記的是近代物理所團隊此前合成的部分新核素。（圖/楊華彬）
（超重核與核結(jié)構(gòu)室???供稿）
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