中國科學院團隊最近宣布成功合成鈽的新型同位素「鈽-227」，這項發現不只對核子物理學非常重要，也有助科學家研究「幻數」，即能讓原子核更穩定的特定質子、中子數量。
當原子核的質子數、中子數為特定數字：2、8、20、28、50、82、126 時，原子核會顯示出較高穩定性，形狀接近球形，這 7 個數字被稱為幻數（Magic Number），一般認為，幻數的存在也反映原子核具有「殼層結構」：核子以集體形式充滿某個能階，沒有核子向更高能階躍遷，故這些原子核相當穩定。
自然界廣泛存在的氦、氧、鈣、鎳、錫、鉛元素，質子數分別與 2、8、20、28、50、82 幻數相對應，因此這些元素都具多個穩定天然同位素，錫更是擁有最多穩定同位素的元素。
而 126 是中子特有幻數，之前已有研究表明隨著原子序數增加，中子幻數 126 的殼效應從 82 號元素鉛到 92 號元素鈾有跟著連續減少趨勢，於是科學家想知道，幻數的殼效應是否在較重核區（質子數≥ 93）減弱？
過去幾年，中國科學院現代物理所團隊已合成多個 93 號元素鎵的新同位素，找到中子幻數 126 殼效應在鎵同位素存在證據，但幻數 126 是否存於 94 號元素鈽的同位素還缺乏實驗證據。
最近，團隊合成出鈽-227 同位素，由於鈽-227 衰變方式之一是釋放 α 粒子，團隊測量此新核素的 α 衰變能約 8,191 keV，半衰期約 0.78 秒；進一步分析顯示，鈽-227 衰變能和半衰期滿足已知鈽同位素 α 衰變性質的系統法則。
鈽-227（原子序數 94）中子數為 133，離幻數 126 還差 7 個，成功合成鈽-227 代表研究人員有希望繼續合成其他較輕鈽同位素，包括鈽-221 到鈽-226，以進一步調查中子幻數 126 殼效應演化，也能促進了解鈾以外元素如何穩定的方法。
新論文發表在《Physical Review C》期刊。
（首圖來源：pixabay）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
