王昱應(yīng)

(潞安礦業(yè)集團(tuán)公司,山西 長(zhǎng)治 046204)

0 引言

在氘氚結(jié)團(tuán)核素圖中[1],核素穩(wěn)定區(qū)出現(xiàn)兩坐標(biāo)上界都為44,根據(jù)同類(lèi)核素分布以2遞變的規(guī)律,把穩(wěn)定范圍常數(shù)44分解成2的冪數(shù)列,綜合得到穩(wěn)定核素分布的新基本規(guī)律是1,2,4,8,16,8,4,2,1.新圖中各變量意義是以氘氚結(jié)團(tuán)為基礎(chǔ),因?yàn)樵陔敖Y(jié)團(tuán)中屏蔽了核子間復(fù)雜相互作用的主要部分,故能發(fā)現(xiàn)核素體系深層本質(zhì)規(guī)律.

本文依據(jù)核素分布的基本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),把穩(wěn)定區(qū)分為低A、下、中、上4個(gè)局部區(qū)域,主要分析各區(qū)邊界線延伸與出現(xiàn)數(shù)處會(huì)合,以及穩(wěn)定區(qū)邊界表現(xiàn)出的與穩(wěn)定范圍常數(shù)44的聯(lián)系.

1 核素坐標(biāo)的物理意義

原子核有2個(gè)基本變量,即質(zhì)子數(shù)Z與中子數(shù)N,其規(guī)律表現(xiàn)在平面上.在核力場(chǎng)中2類(lèi)核子強(qiáng)烈相互作用形成核素體系,氘氚結(jié)團(tuán)是核子相互作用幾率最大的兩種核子結(jié)團(tuán),故以這兩種最簡(jiǎn)核子結(jié)團(tuán)表示核素.在新正方形圖中,以兩坐標(biāo)S=2Z-N與H=N-Z對(duì)應(yīng)確定核素時(shí),坐標(biāo)物理意義為:橫坐標(biāo)S=2Z-N每增加1個(gè)單位表示1個(gè)質(zhì)子中子對(duì)(pn),縱坐標(biāo)H=N-Z表示1質(zhì)子2中子(p2n),而這兩坐標(biāo)差K=S-H=3Z-2N為常數(shù)時(shí),每增加1個(gè)單位表示氦-5(2p3n)核子團(tuán).這是以核子數(shù)的關(guān)系在二維平面上分析核素分布規(guī)律的3個(gè)主要變量.在深入分析核素變量的物理意義中,得到核素變量的意義是相對(duì)的,能把質(zhì)子中子的相似性擴(kuò)大到包括氘、氚、氦-5等核子結(jié)團(tuán)都具有相似性,這使得確定核素的變量之間具有可比性[2].這是以核整數(shù)分析核素分布規(guī)律的基本條件.

2 核素穩(wěn)定區(qū)上界與局部區(qū)域的劃分

2.1 穩(wěn)定區(qū)的上界核素

在氘氚結(jié)團(tuán)核素圖中,Z≤83穩(wěn)定核素分布在兩坐標(biāo)S≤44,H≤44區(qū)域內(nèi),在這兩坐標(biāo)上界分別是核素與,再加坐標(biāo)差K的下上界核素與在這兩類(lèi)邊界的8種核素中的7種主要變量有44,這7核素以變量值36、8、44聯(lián)系,以核素聯(lián)系著.這兒出現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)的最上放射核素(44,44),這核素是見(jiàn)圖1.

圖1 穩(wěn)定區(qū)外圍折線與延伸匯合

2.2 穩(wěn)定區(qū)局部區(qū)域的劃分

根據(jù)核素在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)分布的疏密程度,把穩(wěn)定區(qū)可大體分為低A區(qū),下區(qū),中區(qū)與上區(qū)四個(gè)局部區(qū)域,這四個(gè)區(qū)域以質(zhì)子數(shù)Z=18,38,58的核素為界,還以幻數(shù)中子數(shù)列聯(lián)系著.具體情況如下:

低A區(qū):核子數(shù)A<36;下區(qū):18≤Z≤38;中區(qū):38≤Z≤58;上區(qū):Z≥58.

這種局部區(qū)域的劃分,首先表現(xiàn)在分界處Z常數(shù)列的核素個(gè)數(shù)變少,邊界常數(shù)Z的核素個(gè)數(shù)在鄰近Z值中最少;第二,這種局部區(qū)域的邊界附近有幻數(shù)中子數(shù)N=20,50,82列,這三幻數(shù)中子數(shù)列的N=20只有五種核素,N=50右端多一個(gè)核素,N=82左端再多一個(gè)核素,具體分布如下:

(12,4)(14,3)(16,2)(18,1)(20,0)

(22,14)(24,13)(26,12)(28,11)(30,10) (34,8)

(26,28) (30,26)(32,25)(34,24)(36,23)(38,22) (42,20)

這三列中子的中間五核素的中心依序是Z=18,38,58的三個(gè)核素三個(gè)核素Z值以20聯(lián)系,也就是低A區(qū),下區(qū)、中區(qū)、上區(qū)四個(gè)區(qū)域之間的分界點(diǎn),這種區(qū)域劃分,把幻數(shù)中子數(shù)N=50,82的低A核素劃分為下個(gè)區(qū)域,把高A核素劃為上個(gè)區(qū)域.如中子數(shù)N=50的低A核素(22,14)(24,13)位于下區(qū)的頂部,其高A核素(28,11)(30,10)(34,8)位于中區(qū)的底部.低A區(qū)與下區(qū)也可統(tǒng)稱(chēng)做下區(qū).

在分界處的Z=18,Z=58無(wú)穩(wěn)定態(tài)奇A核素,Z=38的上下界的差值僅△A=4,而其附近的Z=32,34,36與Z=40,42,44都是△A=6與8.最上一個(gè)邊界線Z=58的遞變值△A=6,而其附近的Z值的△A都比此Z值大,分別Z=52,54,56是△A=10,12,8;Z=60,62,64是△A=8,10,8.也是分界線Z=58最小.

2.3 穩(wěn)定區(qū)核素分布的主要邊界

2.4 穩(wěn)定區(qū)核素分布的下部邊界

在穩(wěn)定區(qū)下部,核素分布有外圍的大三角形中,已分析得到在此圖坐標(biāo)系的原點(diǎn)(0,0)與坐標(biāo)(22,0)(44,22)確定的穩(wěn)定區(qū)下與右下邊界的坐標(biāo)S軸與差K=22核素列.這兩列都有8偶偶核素.以坐標(biāo)(22,0)為開(kāi)始點(diǎn)向兩側(cè)聯(lián)系著坐標(biāo)S軸與差K=22,形成穩(wěn)定區(qū)的下界與右下界的坐標(biāo)值0,22,44的聯(lián)系.

3 局部區(qū)域邊界折線的延伸

核素體系是一個(gè)整體,首先表現(xiàn)出分布規(guī)律的統(tǒng)一,現(xiàn)在邊界外圍折線延伸也趨向統(tǒng)一.

3.1下區(qū)左側(cè)邊界線的上下延伸

下區(qū)的左側(cè)主邊界是偶Z=36~24的七個(gè)偶Z上界,其主折線是以(20,10)為中點(diǎn)的坐標(biāo)(20,14)~(20,6)的豎向五個(gè)核素,上下兩端還各有水平二個(gè)核素,由橫豎橫三線段組成這Z上界的七個(gè)核素排列.

依穩(wěn)定區(qū)邊界折線遞變規(guī)律,水平邊界線外延以△S=2向左右遞變,豎直以△H=2,4,8,16向上遞變,主邊界坐標(biāo)H=14~6以△H=8遞變,在其上端(22,14)以△H=16向上延伸至坐標(biāo)H=30的(22,30)(24,30).下端從(18,6)進(jìn)入穩(wěn)定核素密集區(qū),以坐標(biāo)△S=2,2,△H=4,2,最下至S軸的Z=16,14下界核素(16,0)(14,0).整個(gè)下區(qū)邊界延伸線特征見(jiàn)圖1的左側(cè)遞變折線.從下至上坐標(biāo)走向?yàn)?

(14,0)(16,0)(16,2)(18,2)(18,6)(20,6)(20,14)(22,14)(22,30)(24,30).

中心邊界部分以黑體表示,開(kāi)始與結(jié)束的最外端的四個(gè)坐標(biāo)為:(14,0)(16,0)與(22,30)(24,30).

3.2 中區(qū)左側(cè)邊界的外延折線

在左上還有偶Z=54,52,50的三個(gè)上界,兩部分組成中區(qū)的左界主線,以這折線兩端向外延伸,上側(cè)從核素以△H=2向左上至坐標(biāo)H=30的(24,30)(22,30),下端從開(kāi)始向右下,先至核素,再以△H=16至坐標(biāo)S軸的(30,0)(32,0).總折線特征坐標(biāo)走向?yàn)?

(32,0)(30,0)(30,16)(28,16)(28,24)(26,24)(26,28)(24,28)(24,30)(22,30).

這條中區(qū)左側(cè)邊界延伸線從下至上以△H=16,8,4,2遞變,最下是坐標(biāo)S軸的(32,0)(30,0),最上是坐標(biāo)H=30的(24,30)(22,30).見(jiàn)圖1右下向左上遞變的折線.

3.3 下區(qū)與中區(qū)左側(cè)邊界的向上延折線匯合

這兩區(qū)域左側(cè)邊界折線的延伸,下區(qū)左側(cè)的從(14,0)向上以△H=2,4,8,16遞變,中區(qū)左側(cè)的從(32,0)向上以△H=16,8,4,2遞變,上端在坐標(biāo)H=30會(huì)合于(24,30)(22,30)兩坐標(biāo).兩系列邊界變量遞變數(shù)值相同而方向相反,二個(gè)折線都位于坐標(biāo)H=0與H=30之間,此處上端兩個(gè)坐標(biāo)中點(diǎn)(23,30)還可聯(lián)系下區(qū)Z=36~24對(duì)稱(chēng)區(qū)的Z=30中心的核素

4 中區(qū)左界折線的中心聯(lián)系的核素邊界

在中區(qū)左側(cè)邊界的折線與兩端延伸線,其由在坐標(biāo)H=0至H=30之間兩坐標(biāo)S、H形成平豎相間的一折線,坐標(biāo)S常數(shù)的豎直線段有S=30,S=28,S=26,三段邊界的中點(diǎn)為核素,都是穩(wěn)定區(qū)邊界的特殊聯(lián)系點(diǎn),各聯(lián)系著一類(lèi)邊界核素.

4.1 核素是四個(gè)偶Z邊界矩形區(qū)的Z下界遞變聯(lián)系點(diǎn)

圖2 中區(qū)左界折線的聯(lián)系邊界核素

4.2核素聯(lián)系穩(wěn)定區(qū)左界與右界中部邊界

圖3 核素與右側(cè)Z80~52下界中點(diǎn)

4.3 核素是差K=0線的開(kāi)始點(diǎn)

等質(zhì)子中子數(shù)與等氘氚結(jié)團(tuán)數(shù)的核素是兩類(lèi)最特殊的核素,坐標(biāo)S=26三種核素的中點(diǎn)是氘氚結(jié)團(tuán)數(shù)相同核素列差K=0列向上遞變的開(kāi)始核素,列上穩(wěn)定核素形成了兩坐標(biāo)增量△S(△H)=4,4,2,2,1,1遞變至最上的Z=80的中點(diǎn)核素

5 中區(qū)與上區(qū)右側(cè)邊界的外延折線

穩(wěn)定區(qū)的右側(cè)偶Z=80~52下界邊界折線水平向左以△S=2,4,2,垂直以△H=4,8,8向下遞變至Z=52下界核素(36,16),形成特征由下列核素組成的折線:

(44,36)(44,32)(42,32)(42,24)(38,24)(38,16)(36,16).

因?yàn)榉€(wěn)定區(qū)上右的偶差K=12~-8上界與右側(cè)偶Z=80~52下界的折線,從坐標(biāo)H=44至H=16依△H=2,2,4,4,8,8重等比遞變.至Z=54下界(38,16)后,如再向左延伸會(huì)依△S=8沿坐標(biāo)H=16遞變至核素(30,16),再依坐標(biāo)S=30線以△H=16向下至坐標(biāo)(30,0),最后就沿S軸以△S=16向左遞變至.對(duì)于這系列折線遞變的坐標(biāo)S,就從穩(wěn)定區(qū)的右界坐標(biāo)S=44開(kāi)始,以變量△S=2,4,8,16逐漸向左向下延伸,經(jīng)主要坐標(biāo)(44,32)(42,32)(42,24)(38,24)(38,16)(30,16)(30,0),會(huì)合于下區(qū)左界的最下開(kāi)始點(diǎn)核素

6 邊界線延伸的公共部分

現(xiàn)在,把穩(wěn)定區(qū)的不同區(qū)域邊界匯合,就形成中區(qū)左界向右下延伸與上區(qū)的右界向左下延伸的在坐標(biāo)S=30的公共線段(30,16)~(30,0),這兒的(30,16)~(30,6)的六種偶偶核素是穩(wěn)定的.

6.1在坐標(biāo)S軸的部分

6.2 坐標(biāo)H=30邊界延伸線坐標(biāo)

在坐標(biāo)H=30有下區(qū)與中區(qū)的左界匯合的二個(gè)坐標(biāo)(22,30)(24,30),這兩個(gè)坐標(biāo)是下區(qū)從左向右,中區(qū)從右向左延線的上部終點(diǎn).并且這兩個(gè)坐標(biāo)的中點(diǎn)(23,30)聯(lián)系至Z=30的五個(gè)核素的中心(23,7),而這核素也是下區(qū)的偶Z=36~24主對(duì)稱(chēng)區(qū)的中心.

如中區(qū)左界上段向右遞變,就從Z=54上界(26,28)至(28,28)(28,30),會(huì)與上區(qū)左界開(kāi)始核素(30,30)連接.與下、中區(qū)的左側(cè)邊界形成中間特征為H=28的三個(gè)坐標(biāo)凹形的曲線,形成完美過(guò)度聯(lián)系.此折線把下區(qū)最上Z=34,36的二個(gè)上界,中區(qū)的Z=50,52,54的三個(gè)上界與上區(qū)下界最下Z=60,62的二個(gè)上界延伸匯集于同一處.見(jiàn)圖1中部左上.這一延伸線走向的坐標(biāo)排列如下:

(20,14)(22,14)(22,30)(24,30)(24,28)(26,28)(28,28)(28,30)(30,30)(32,30).

6.3 坐標(biāo)S=30的邊界延伸線

穩(wěn)定區(qū)的右界與中區(qū)左界匯合于坐標(biāo)S=30,出現(xiàn)公共線段(30,16)~(30,0),而在坐標(biāo)S=30的上方還有上區(qū)偶Z=60~82上界折線的開(kāi)始核素(30,30).

7 總結(jié)與討論

在穩(wěn)定區(qū)的核素邊界遞變與延伸中,形成了三類(lèi)坐標(biāo)S、H增值以2,4,8,16的三條遞變折線,其中兩類(lèi)是以△H的氚結(jié)團(tuán)數(shù)遞變,一類(lèi)是以△S的氘結(jié)團(tuán)數(shù)遞變.而這3條遞變線的遞變方向是向上,向下與向左三個(gè)不同的方向,這兒反映出核素體系不同參量的可比性[2],當(dāng)然也還需要繼續(xù)深入研究其實(shí)質(zhì).其中在中區(qū)的三個(gè)中心與三類(lèi)邊界核素的聯(lián)系中,出現(xiàn)三個(gè)中心的坐標(biāo)H=8,20,26形成△H=12,6的遞變,這與等質(zhì)子與中子數(shù)的幻數(shù)20,8,2之間的遞變值相同,這也是一個(gè)重要結(jié)果,需要深入探索其本質(zhì).

隨著研究的深入,穩(wěn)定區(qū)范圍常數(shù)44在更多方面顯示出來(lái).開(kāi)始是氘氚圖中穩(wěn)定區(qū)兩坐標(biāo)上界都為44,與之聯(lián)系坐標(biāo)點(diǎn)是(44,44).在4條核素遞變線的聯(lián)系中說(shuō)明了差K=0的等氘氚結(jié)團(tuán)列也是一列特殊核素分布線[5],近年在有外圍三角形中,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)的下右邊界的二個(gè)外圍線坐標(biāo)S軸與差K=22核素列,聯(lián)系這兩邊界線的坐標(biāo)系原點(diǎn)(0,0),(22,0),(44,22)[6].在本文穩(wěn)定區(qū)局部區(qū)域外圍延伸分析中,又得到下區(qū)左側(cè)邊界延伸線的中點(diǎn)坐標(biāo)(22,22)也位于等氘氚結(jié)團(tuán)核素列上,出現(xiàn)在差K=0核素列的特殊坐標(biāo)上界點(diǎn)(44,44)與坐標(biāo)(22,22)的對(duì)應(yīng).如都向內(nèi)退四個(gè)坐標(biāo)單位,就是天然存在的核素,開(kāi)始核素為與上界核素.就發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定區(qū)范圍與上界常數(shù)44更多聯(lián)系.

核素分類(lèi)已入選我國(guó)21世紀(jì)重大科學(xué)難題[9],這是一個(gè)新的領(lǐng)域,并且是核結(jié)構(gòu)模型與理論統(tǒng)一的基礎(chǔ)研究,有重要的科學(xué)價(jià)值.

感謝潞安礦業(yè)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)李晉平、肖亞寧對(duì)核素分類(lèi)的大力支持.

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