氧同位素是质子数为8的氧元素不同形态，自然界中以氧-16（99.756%）、氧-17（0.039%）、氧-18（0.205%）三种稳定同位素为主。2023年，国际科研团队首次观测到理论预测的双幻数核氧-28（含8个质子和20个中子），但其仅存约$10^{-21}$秒即衰变。氧同位素广泛应用于古气候分析等领域。

自然界中氧存在三种稳定同位素：

此类同位素差异决定其物理性质，如氧-18因质量较大常用于同位素标记实验。

2023年多国联合实验团队通过钙-48轰击铍靶生成氟-29，再经液氢靶剥离质子获得氧-28。该同位素具有双幻数结构（质子数8、中子数20），但实验显示其仅存在约$10^{-21}$秒后衰变为氧-24与4个中子，这一现象颠覆了传统壳层模型对幻数核稳定性的预测。

研究采用两阶段核反应法：

通过测量碎片动量反推证实氧-28存在，其极短寿命（$10^{-21}$秒量级）表明现有理论需引入新机制解释中子滴线外核的稳定性。