213
Таблица 6.3.
|
Число нейтронов |
Изотоп |
I π |
Е, МэВ |
∆Е, МэВ |
|
3 |
9 С 6 |
– |
39,04 |
– |
|
4 |
10 С 6 |
0+ |
60,32 |
21,3 |
|
5 |
11 С 6 |
3/2- |
73,44 |
13,12 |
|
6 |
12 С 6 |
0+ |
92,16 |
18,72 |
|
7 |
13 С 6 |
½ |
97,11 |
4,96 |
|
8 |
14 С 6 |
0+ |
105,29 |
8,18 |
Во-первых, для всей совокупности изотопов характерно приращение энергии связи при присоединении четного нейтрона на величину большую, чем при присоединении нечетного. Это характерно для элементов как с четным, так и с нечетным числом протонов. В табл. 6.2 и 6.3 для примера приведены данные по энергиям изотопов бора и углерода. Изотопы расположены в порядке нарастания числа нейтронов, содержащихся в них. Указанное свойство характерно для всех без исключения изотопов всех элементов.
60
Во-вторых, во всех четно-четных ядрах до Zn можно провести
30
четкую границу в значениях энергии связи между относительно большим приращением энергии при присоединении новых нейтронов с энергией около 13 МэВ и относительно малыми приращениями энергии связи порядка 6–7 Мэв или менее. Этот скачок энергии всегда отделяет от остальных ядер четно-четные ядра, т.е. ядра, которые можно представить состоящими из одних только альфа-частиц:
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
He, Be, C, O, Ne, Mg, Si, S, Ar, Ca, Ti, Cr, Fe, Ni, Zn
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
В нечетно-четных ядрах такую границу тоже можно провести, но в них скачок энергии меньше.
214
Такое распределение энергии связи означает, что все структуры ядер можно рассматривать на основе альфа-частиц, при этом четно-четные ядра – как состоящие только из одних альфа-частиц, а остальные – как состоящие из альфа-частиц и других нуклонов, образующих между собой соединения.
Значение спина, известное практически для ядер всех изотопов, для четно-четных структур всегда равно нулю, что подтверждает высказанное предположение. Значение спина для остальных структур позволяет представить в каждом случае структуру ядра, в котором основой по-прежнему является альфа-структура.
В сравнительной таблице энергий (табл. 6.4) приведены значения энергий четно-четных ядер и результаты сопоставления их с внутренней энергией связи соответствующего количества альфа-частиц. В этой же таблице приведены первые и вторые разности приращений энергий и порядковые номера (k) четно-четных ядер в ряду своих изотопов, считая от изотопа с наименьшим значением А. В последней графе указано число нейтронов ∆n, отличающее приведенный в таблице изотоп от наиболее распространенного в природе, т.е. наиболее устойчивого. Изменения во втором приращении энергии связей свидетельствуют о перестройке структуры ядер при переходе к новому значению числа Z. Как видно, ядра с магическими числами 2, 8, 20 и 28 завершают собой
8
ряды одинаковых структур. Завершает структуру также ядро Be,
4
которое нестабильно, так как его энергия связи меньше соответствующей энергии двух частиц. Данный случай можно объяснить тем, что при всех положениях двух альфа-частиц относительно друг друга сопротивление потоку эфира, выходящего из центров альфа-частиц, достаточно велико, поверхности же нуклонов, входящих в состав альфа-частиц, выпуклы и не создают достаточной основы для обеспечения высокоэнергетического соединения. Однако присоединение еще одного нуклона – протона или нейтрона – сразу же делает изотоп стабильным (рис. 6.10), так как этот нуклон оказывается мостиком, соединяющим две альфа-частицы.
