220 Как следует из значений энергий и их разностей закономерности для магических чисел в некоторых местах претерпевают скачки: для числа 8 не укладываются в общую закономерность фтор и неон; для числа 20 -скандий и титан; для числа 82 - прометий, самарий и европий. Таким образом, завершенными структурами ядер являются только ядра с числом альфа-частиц 1, 4, 10, 14, 22, 30 и 44. Как видно из таблицы 6.2 имеет место периодичность спадов и подъемов энергий связей при росте числа нейтронов, что справедливо для всех ядер. Это можно объяснить как изменением числа взаимодействующих поверхностей, так и изменением деформации нуклонов. Так, при установке одного нуклона на поверхности ядра между ним и остальной массой ядра имеется всего одна поверхность взаимодействия, второго - две, но при этом одна сторона ранее установленного нуклона выпуклая, при добавлении третьего - тоже две, но при этом одна сторона еще более выпуклая, что снижает энергию взаимодействия по сравнению с энергией связей предыдущего нуклона, при добавлении четвертого нуклона - три поверхности, но две из них выпуклые (рис. 6.11). Рис. 6.11. К объяснению периодичности приращения энергии связей нуклонов при наращивании числа нуклонов в ядре: установка на поверхности ядра одного (а), двух (б), трех (в) и четырех (г) нуклонов. Из изложенного выше можно сделать следующие выводы. Присоединение двух нейтронов в изотопах ядер в большинстве случаев не меняет значения спина. Следовательно, эти нейтроны соединяются антипараллельно, но возможно это лишь в присутствии альфа-частиц. То же подтверждает неизменность магнитного момента. Почему так происходит, легко видеть из структуры вихрей: в этом случае основной тороидальный поток этих нейтронов проходит по замкнутому пути, что и обусловливает их антипараллельность, но один или оба нейтрона своими боковыми стенками прислоняются к одной из альфа-частиц также антипараллельно. | 221 Значение спина ядер, у которых он не равен нулю, позволяет судить о числе нуклонов, не входящих в состав альфа-частиц и ориентированных параллельно друг другу. В простейшем случае это число определяется выражением m к= . (6.49) 1/2 здесь 1/2 - спиновое число в единицах й. причем в ядрах с нечетным Z в это число входит один из протонов, остальные протоны входят в состав альфа-частиц, образующих основную массу ядра. Рассмотрение общей закономерности изменения энергии оказывает, 56 что до Ni общий уровень энергии связей, приходящийся на каждый 28 добавленный нейтрон, растет с увеличением относительной атомной массы. 61 62 62 Например, переход от Ni к Ni дает 10,59 МэВ, а переход от Си 28 28 29 63 к Си - уже 10,85 МэВ, т.е. в присутствии дополнительного протона 29 дополнение нейтроном при том же количестве нейтронов дает большее приращение энергии связей. Объяснение может заключаться в том, что при общем большем числе нуклонов упаковка их получается несколько более плотная, вихри плотнее прижимаются друг к другу, за счет чего площадь соприкосновения нуклонов в пограничных слоях возрастает, и энергия связей взаимодействия нуклонов увеличивается. Итак, ядра можно рассматривать как: 1) включающие в свой состав альфа-частицы, число которых определяется ближайшим к атомному номеру числом, делящимся на 4, но не большим, чем ближайшее к Z четное число; 2) включающие в свой состав параллельно ориентированные нуклоны, число которых равно к; 3) включающие в свой состав пары нейтронов, ориентированные взаимно антипараллельно, число которых равно разности п=А-N-k (6.50) |