- 107 -
Это соединение устойчиво, так как энергия связи существенно пре-вчшает внутреннюю энергию связей трех альфа-частиц /на 7 мэВ/ /рис. 4.26/.
Новче нейтроны присоединяются к внешним протонам, число которых равно 4, поэтому последним изотопом углерода является Ig С.
Азот.
В таблице 4.16 приведены основные характеристики ядер изотопов азота.
Таблица 4.16.
|
А ! Е.мэВ |
л Е.мэВ |
1^ |
'"/л* |
Q | |
|
12 |
74.038 |
1 + |
0.46 | ||
|
13 |
94.1069 |
20.7 |
1/2- |
0.3221 | |
|
14 |
104.6603 |
10.55 |
1 + |
+0.4036 |
+0.01 |
|
15 |
115.4939 |
10.83 |
1/2- |
-0.2831 | |
|
16 |
117.9838 |
2.5 |
2 - | ||
|
17 |
123.868 |
5.88 |
1/2- | ||
|
18 |
126.536 |
2.67 | |||
В изотопе , имеющем энергию связи 74,038 мэВ, содержится не более двух альфа-частиц. Поскольку спин равен I +, можно предположить, что из оставшихся нуклонов протон и нейтрон образовали дейтрон со спином I, а два нейтрона соединены антипараллельно.
Подсоединение 6-го нейтрона сопровождается увеличением энергии связи на 20,7 мэВ, следовательно, образовалась третья альфа-частица. Спин равен 1/2, следовательно,
13у=3<*+Р /4.55/
Дальнейшее прибавление нейтрона увеличивает спин на 1/2 , спин становится равным I. Присоединение следующего нейтрона снова уменьшает спин, следовательно, два нейтрона образовали антипараллель-ную пару.
Азот является переходным по отношению к кислороду элементом.
Для определения его структуры целесообразно сначала рассмотреть структуру Ig 0.
Кислород.
Наиболее завершенной структурой ядра в рассмотренном ряду атомных ядер является структура ядра g 0. Это, в частности, вытекает из таблицы энергий для издтопов кислорода /таблица 4.17/.
- 108 -
Таблица 4.17.
|
А |
Е.мэВ |
*Е.мэВ |
1^ |
_ ."/я, |
Л | |
|
13 |
75.560 | |||||
|
14 |
94.1069 |
23.17 |
0 + |
0.7189 | ||
|
15 |
111.9э22 |
13.22 |
1/2- |
0.084 | ||
|
16 |
127.6212 |
15.67 |
0 + |
-1.8937 |
-0.0265 | |
|
17 |
131.7635 |
4.14 |
5/2+ |
0.30 | ||
|
18 |
139.810 |
8.05 |
0 + | |||
|
19 |
143.7671 |
3.95 |
5/2+ | |||
|
20 |
151.371 |
^61 |
0 + |
1Й
Структуру g 0 можно представить, если учесть необходимость замыкания центральных потоков эфира в альфа-частицах по пути наименьшего сопротивления. Тогда
1^0 =4*. /4.56/
В этой структуре альфа-частицы соединены по кольцу с поворотом каждая на 90° в двух плоскостях каждая относительно предыдущей /рис. 4.27/. На этой основе и могут строиться все предыдущие структуры кислорода и азота с учетом изложенных выше приемов.
К четырем внешним протонам кислорода 0 могут быть присоединены соответственно еще 4 нейтрона, что даст последний изотоп gO. Поскольку присоединение первого и третьего из них меняет спин на 5/2+, происходит перестройка ближайших к этим нейтронам альфа-частиц. Подсоединение четных нейтронов ведет к восстановлению структуры альфа-частиц, а два нейтрона соединяются между собой антипарад
лельно. ^
Завершенностью структуры изотопа g 0 и объясняется его высокая
устойчивость /дважды магическое число/.
Группа ягтяр &Т0Р-каЛЬЦИЙ.
Дальнейшее за кислородом наращивание состава ядер происходит путем подсоединения по поверхности ядра кислорода альфа-частиц, отдельных протонов и отдельных нейтронов.
Завершенной структурой выступает ядро 20 Са, которое образовалось путем подсоединения к Ig о еще шести альфа-частиц: двух по
полюсам и четырех по экватору /рис. 4.28/.
Переходные формы ядер от Г до ^ Са образуются путем под-