【儀表網 研發(fā)快訊】中國科學院近代物理研究所與合作者發(fā)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(fā)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(wěn)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(xù)減小的趨勢。那么，該幻數的殼效應是否在更重的核區(qū)(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(fā)反應觀測到新核素钚-227。研究測量發(fā)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(tǒng)規(guī)律。
钚-227是近代物理所合成的第39個新核素，也是中國科學家發(fā)現的首個钚同位素。它的合成為繼續(xù)發(fā)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(zhàn)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。
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