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)，原子核會特別穩定，形狀接近球形，這些數字被稱為幻數?；脭档拇嬖诜从沉嗽雍说臍咏Y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)也會減弱呢?這一科學問題是目前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，對于研究該幻數是否在94號钚元素的同位素中存在還缺少實驗證據。為了獲取關鍵實驗數據，近代物理所團隊制定了合成未知核素钚-221至钚-227的相關計劃。

依托蘭州重離子加速器，研究團隊利用充氣反沖核譜儀SHANS，通過熔合蒸發反應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。它的成功合成為繼續發現其它更輕的钚同位素、深入研究中子幻數126殼效應的演化奠定了基礎。

該研究得到了廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、中國科學院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金等多個項目的支持。

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)。藍色五星標記的是近代物理所團隊此前合成的部分新核素。(圖/楊華彬)