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        核模型假說

        2016-05-14 12:34:25馬斌
        中國科技縱橫 2016年5期
        關(guān)鍵詞:核子原子核結(jié)合能

        馬斌

        【摘要】原子核究境什么模型,本人經(jīng)過長期研究,發(fā)現(xiàn)原子核既不是液滴模型,也不是殼層模型,而是分區(qū)模型。核內(nèi)質(zhì)子和中子是按區(qū)來分配的,區(qū)下面可分為排和間。本人以穩(wěn)定原子核為基礎(chǔ),畫出了1到36號元素穩(wěn)定核的圖形。我甚至可預(yù)測中子數(shù),比如,19,21,23號元素中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)分別多1,3,5個(gè)。同時(shí)可推廣到若干不穩(wěn)定核上。

        【關(guān)鍵詞】對稱原理分區(qū)模型結(jié)合能

        本人在觀察原子核時(shí),發(fā)現(xiàn)組成穩(wěn)定的原子核規(guī)律性很強(qiáng)。同時(shí)在穩(wěn)定的原子核中,為什么5個(gè)和8個(gè)核子不能組成穩(wěn)定的原子核呢?為什么穩(wěn)定的原子核中,中子數(shù)大多為偶數(shù),特別是質(zhì)子數(shù)大于13而且為奇數(shù)時(shí),中子數(shù)幾乎全部為偶數(shù)。

        我們知道,核外電子是分層排布的。那么原子核又是怎樣排布的呢?由于原子核有數(shù)千種,而穩(wěn)定的原子核有數(shù)百種,而且又是由質(zhì)子和中子組成,因此原子核的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多。我認(rèn)為,核內(nèi)質(zhì)子和中子是按區(qū)來分配的,區(qū)下面可分為排和間。一個(gè)核可分為8個(gè)區(qū),即內(nèi)區(qū)(U和-U區(qū)),外區(qū)(X,-X,Y,-Y,Z,-Z區(qū))。每區(qū)有多排,每排有多間,排間有兩種方式,如下圖:我們用表示間。

        分區(qū)圖 一式 二式

        下面,我們來分析質(zhì)子,中子和間的特征。

        首先質(zhì)子是核心,所有的分配都以質(zhì)子為中心來進(jìn)行。中子是連接子,它只起連接質(zhì)子和質(zhì)子,間與間的作用,每個(gè)中子最多有六個(gè)連接點(diǎn)。

        其次,核子分配時(shí),以間為單位來進(jìn)行,每間最多有三個(gè)連接點(diǎn),它們同樣遵守三大定律,下面我們來分別討論。我們用 表示質(zhì)子,用表示中子。

        1 泡利不相容原理

        每個(gè)質(zhì)子中子在區(qū),排,間,自旋,不能取相同的狀態(tài)。即在同一間內(nèi),最多只有自旋方向相反的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成。它們可分為以下三種情況,按穩(wěn)定性排列如下:

        穩(wěn)定間: , , ,

        臨界穩(wěn)定間:

        不穩(wěn)定間: , ,

        在穩(wěn)定間中, , 叫飽和間, , 叫不飽和間。以后知道, 所有穩(wěn)

        定核的同位素都是由最小穩(wěn)定核的不飽和間的飽和過程而已。在臨界穩(wěn)定間中,必須要求核

        完全對稱,核才穩(wěn)定。因此,臨界穩(wěn)定間組成的穩(wěn)定原子核極少。穩(wěn)定間是組成穩(wěn)定原子核

        的必要條件。對于每個(gè)穩(wěn)定間而言,飽和間比不飽和間更穩(wěn)定。

        2 能量最低原理

        在核內(nèi),要求間與間盡量對稱,能量才最低,核結(jié)合能才最高,核才穩(wěn)定。間與間

        對稱可分為下面四種形式,它們按結(jié)合能高低排列如下:

        無對稱:-----空> ---------空

        單對稱:---------> -----------> ------------

        雙對稱:------>----->-----

        單雙對稱: ----------->----> ------>----------

        特別是在雙對稱時(shí),前兩種很接近,普遍存在。由于質(zhì)子數(shù)為偶數(shù)時(shí),容易形成對

        稱,因而同位素較多,同時(shí)自旋大多為0。當(dāng)質(zhì)子數(shù)為奇數(shù)時(shí),不容易形成對稱,因而同位素較少,但我們?nèi)菀滋綄ず说慕M成規(guī)律。

        3洪特規(guī)則

        在原子核中,要求各區(qū)盡量均勻,核才穩(wěn)定。在滿足一定條件后,質(zhì)子盡量去占更多

        的區(qū),排,間。

        總之,一個(gè)穩(wěn)定的原子核實(shí)際上就是這三大原理綜合作用的結(jié)果。下面我們就每個(gè)穩(wěn)定的原子核來分析(采用一式)。

        3.1 建立核內(nèi)區(qū)(1—12個(gè)質(zhì)子)

        當(dāng)質(zhì)子數(shù)為1—10個(gè)時(shí),它們按平面分布,它們以間為單位,即填滿一間后,再填

        另一間。當(dāng)質(zhì)子數(shù)為11,12個(gè)時(shí),它們按立體分布,在空間呈X,Y,Z不同伸展方向。在三間以上呈幾何對稱時(shí)。連接中子合力為0,可不要,這樣能量更低。

        H(1,0) , H(1,1)

        He(2,1) , He(2,2)

        Li(3,3) , Li(3,4)

        Be(4,5)

        我們可以看出,5個(gè)核子是不能組成穩(wěn)定的原子核的。由于有很強(qiáng)的吸收連接

        中子功能,它不在穩(wěn)定輕核中(質(zhì)子數(shù)小于18)出現(xiàn),因此8個(gè)核子也不能組成穩(wěn)定的原子核的。下面列出其它核模型,括號內(nèi)分別為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)。

        5B(5,5) 5B(5,6) 6C(6,6) 6C(6,7) 6C(6,8)

        7N(7,7) 7N(7,8) 8O(8,8) 8O(8,9) 8O(8,10)

        9F(9,10) 10Ne(10,10) 10Ne(10,11) 10Ne(10,12) `

        11,Na(11,12) 12Mg(12,12) 12Mg(12,13) 12Mg(12,14)

        Mg(12,12)是一切質(zhì)子數(shù)大于12的基礎(chǔ),我們稱為Mg核,有 表示,其占滿內(nèi)區(qū),在空間呈6個(gè)伸展方向,Mg(12,14)實(shí)際上是Al(13,14)的過渡型。

        3.2 占滿外區(qū)(13—36個(gè)質(zhì)子)

        在內(nèi)區(qū)填滿后,質(zhì)子盡量去占6個(gè)外區(qū),外區(qū)占滿后,質(zhì)子再以間為單位,占第二排。

        大量運(yùn)用對稱原理。

        13Al(13,14) 14,Si(14,14) 14,Si(14,15) 14,Si(14,16)

        15P(15,16) 16S(16,16) 16S(16,17) 16S(16,18) 16S(16,20)

        由14和16號元素我們可以看出,穩(wěn)定原子核實(shí)際上就是某元素最小穩(wěn)定核的不飽和間的飽和過程而已。以后的元素我們只列出最小穩(wěn)定核的模型。

        17Cl(17,18) 18Ar(18,18) 19K(19,20) 20Ca(20,20)

        21Sc(21,24) 22Ti(22,24) 23V(23,28) 24Cr(24,26)

        以后,為了畫圖清晰,我們只畫分區(qū)線,不畫中子連接線。

        25Mn(25,30) 26Fe(26,28) 27Co(27,32) 28Ni(28,30)

        29Cu(29,34) 30Zn(30,34) 31Ga(31,38) 32Ge(32,38)

        33As(33,42) 34Se(34,40) 35Br(35,44) 36Kr(36,42)

        總之,以上是我對上述36種元素的核模型圖。我已經(jīng)列出了1--92號元素的所有核模型圖,鑒于篇幅有限,不能一一列出,希望有興趣的同事與我繼續(xù)探討。

        4 結(jié)語

        本人在觀察原子核時(shí),發(fā)現(xiàn)分區(qū)模型可以解釋幾乎所有的穩(wěn)定原子核。同時(shí)認(rèn)為,所謂同位素實(shí)際上就是核子排列時(shí)不違反泡利不相容原理的核子組合。穩(wěn)定原子核實(shí)際上就是某元素最小穩(wěn)定核的不飽和間的飽和過程而已。我相信,通過計(jì)算電子能和核結(jié)合能,運(yùn)用大數(shù)據(jù),我們可以計(jì)算出每一個(gè)原子及其核的性質(zhì)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張靜秋著.《Sm同位素結(jié)構(gòu)及三體項(xiàng)研究》.

        [2](美)M.雅默(Max Jammer)著.《量子力學(xué)的哲學(xué)》.

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