А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Магічне ядро

Магічні ядра відрізняються не тільки енергіями відділення і питомими енергіями зв'язку. Багато магічні ядра більш поширені у Всесвіті, ніж їх немагіческіе сусіди (див. Гл. Залежності від Z і N енергії відділення протона і нейтрона в області ядер. Магічні ядра мають велике число ізотопів і ізотопів. Ядра з магічним N порівняно слабо поглинають нейтрони .

Магічні ядра мають підвищену стійкість, що має різноманітні прояви.

Значення сумарного моменту ядер в залежності від напрямку орбітального і спінового моменту. Магічні ядра можна розділити на три типи: 1) магічні по числу протонів і нейтронів, або двічі магічні; 2) магічні по числу протонів; 3) магічні за кількістю нейтронів.

Залежно від Z і N енергії відділення протона і нейтрона в області ядер. Магічні ядра відрізняються не тільки енергіями відділення і питомими енергіями зв'язку. багато магічні ядра більш поширені у Всесвіті, ніж їх немагіческіе сусіди (див. гл.

Магічні ядра мають велике число ізотопів і Ізотон. Ядра з магічним N порівняно слабо поглинають нейтрони.

Магічні ядра виділяються серед інших ядер підвищеною стійкістю, більшою поширеністю в природі та ін. особливостями. Існування магічних ядер отримало своє пояснення в рамках оболонкової моделі ядра[7-10], в якій магічні числа відповідають цілком заповненим оболонок.

Схематичний розріз Землі і її структура. | Найбільш поширені хімічні елементи земної кори. Елементи з магічними ядрами приблизно в 10 разів більше поширені, ніж сусідні з ними елементи.

Зниження енергії для магічного ядра в порівнянні з сусіднім виявляється близько 1 - 2 МеВ.

Криві енергії відриву надлишкового нейтрона від ядер.

Імовірність захоплення нейтронів магічними ядрами незначна, що обумовлюється закінченою структурою ядерних рівнів в цих ядрах.

Помічено, у всіх магічних ядер цей момент дорівнює нулю, а у сусідніх з ними ядер відмінний від нуля і має різні знаки. Великі значення електричного квадрупольного моменту зустрічаються тільки у важких ядер.

Групування рівнів Гартрі потенціалу в оболонки. Тому в оболочечной моделі магічними ядрами є ядра, у яких заповнені або протонні, або нейтронні оболонки. Встановлення існування магічних ядер історично стало одним з головних аргументів на користь оболочечной моделі.

Ці відхилення припадають на зони магічних ядер. Ядра, у яких магічними є і число протонів і число нейтронів, називаються двічі магічними. Магічні ядра виділені насамперед енергіями відділення нуклонів. Як видно з рис. 2.7 на магічні ядра припадають різкі перепади в кривої енергії відділення нуклона.

Помічено, що у всіх магічних ядер цей момент дорівнює нулю, а у сусідніх з ними ядер відмінний від нуля і має різні знаки. Великі значення електричного квадрупольного моменту зустрічаються тільки у важких ядер.

Крім того, висока стабільність магічних ядер проявляється в зменшенні (в Юн-100 раз) перетинів захоплення нейтронів цими ядрами.

Ці відхилення припадають на зони магічних ядер. Ядра, у яких магічними є і число протонів і число нейтронів, називаються двічі магічними. Таких ядер є всього п'ять: 2Не4 8О1в, 2 () Са40 2оСа48 saPb208 Магічні ядра виділені насамперед енергіями відділення нуклонів. Як видно з рис. 2.7 на магічні ядра припадають різкі перепади в кривої енергії відділення нуклона.

Спостережуваний захоплення приблизно в 100 разів менше для магічних ядер, ніж для їхніх сусідів; в інших областях поперечний переріз є досить плавною функцією від А.

Навіть приклад першого нетривіального, після а-частинки, магічного ядра Про с, його відносної поширеністю 220000 (по відношенню до 10000 атомів кремнію) підтверджує переважну концентрацію магічних ядер.

Дослідження показують, що енергія зв'язку нуклона в магічному ядрі більше на (0 5 посилання - 1 5) МеВ, ніж в сусідніх парних ядрах. Це вказує на те, що, по-видимому, в магічних ядрах утворюються замкнуті стійкі оболонки нуклонів, що приєднується надмірна нуклон (понад магічного числа) починає будівництво нової оболонки і утримується в ядрі значно слабкіше.

Аналогічно найбільша енергія (3-розпаду спостерігається при р-переходах на магічні ядра, а найменша - при р-рас-падах магічних ядер. З іншого боку, для більш легких ядер (і для магічних ядер) має місце зворотний випадок. Наприклад , в Мп55 є сильний резонанс при енергії нейтронів 345 ев, для якого ГП - 20 ев, а Гу становить лише 1 ев. в загальному випадку для ядер з Л60 спостерігаються головним чином резонанси розсіювання. Нейтронні ширини були статистично досліджені для великого числа рівнів.

У Дубні був розроблений новий метод синтезу важких елементів за допомогою магічних ядер. Детальніше про нього розказано в наступній статті. Цим методом, запропонованим професором Ю. Ц. Оганесяном, був отриманий легкий спонтанно ділиться ізотоп 257105 при опроміненні вісмуту-209 іонами титану-50. Ізотоп 262105 був зареєстрований за альфа-розпаду в Верклі.

Тому й виходило, що ядру-снаряду доводилося затрачати дуже багато енергії на вторгнення в магічне ядро, і енергія збудження ядерних сплавів на свинцевій основі менше, ніж зазвичай. Перша стаття про синтез в Дубні ізотопу 259106 датована 11 липня 1974 року. На той час було зареєстровано понад 60 спонтанно діляться ядер з періодом напіврозпаду близько 0007 секунди.

Аналогічно, енергії - переходів (електронних і позитронного) також виявляються збільшеними, якщо продуктом є магічне ядро.

Аналогічно найбільша енергія (3-розпаду спостерігається при р-переходах на магічні ядра, а найменша - при р-рас-падах магічних ядер. Якщо в звичайному ядрі першого збудженого стан пов'язаний з переорієнтацією нуклонів, то виникнення збудженого стану в магічному ядрі слід пов'язати з переходом нуклона на більш високу оболонку. А такий перехід вимагає значної енергії. звідси випливає, що енергія перших збуджених станів магічних ядер повинна бути велика. Цей висновок підтверджується експериментальними матеріалами.

Зазначені значення Z і - N називаються магічними числами, а атомні ядра з такими Z або N - магічними ядрами.

У сьомому стовпці табл. 1а і в шостому стовпці табл. 16 Фогт вносить поправку на зазначене вище вплив заповнення оболонок у магічних ядер, а також на те, що щільність рівнів в непарній-непарних ядрах приблизно вдвічі вище, ніж в ядрах інших типів з близькими А. 
Всі вищевикладені факти і деякі інші, тут не вказані за браком місця, приводять до висновку про те, що в магічних ядрах існують замкнуті оболонки.

Криві енергії відриву надлишкового нейтрона від ядер. Якщо побудувати криву залежності: енергія відриву надлишкового нейтрона - заряд ядра (рис. 25), то в ній видно розриви безперервності, що припадають на магічні ядра.

Навіть приклад першого нетривіального, після а-частинки, магічного ядра Про с, його відносної поширеністю 220000 (по відношенню до 10000 атомів кремнію) підтверджує переважну концентрацію магічних ядер.

Вироблені Дакворт, Вап-стра, В. А. Кравцовим і іншими новітні підрахунки енергій зв'язку, що припадає на нуклон, і енергій зв'язку останнього нуклона, який додається в даному ядрі, підтверджують особливу стійкість всіх магічних ядер (ис. Інакше кажучи, нуклон, що потрапляє першим в оболонку, яка тільки починає заповнюватися, буде пов'язаний слабкіше нуклонів в тільки що заповненої оболонці. Тим самим ми приходимо до вимоги істотної модифікації занадто зрівняльною, що не враховує періодичних властивостей і оболочечной структури напівемпіричної формули Вейцзекер для енергії зв'язку або мас ядер. Відповідні поправки слід ввести в усі коефіцієнти а :, яа, aa, at, які повинні тепер придбати періодичний характер, щоб забезпечити максимум енергії зв'язку для магічних ядер.

Магічні ядра відрізняються підвищеною стійкістю і більшою поширеністю в природі в порівнянні з іншими ядрами. Ядра, що містять магічні числа протонів і нейтронів, називаються двічі магічними.

При захопленні нейтрона утворилося складене ядро порушено до енергії f /св f, де св чк 6 - 8 МеВ - енергія зв'язку нейтрона в ядрі. Легкі і магічні ядра мають меншу щільність рівнів, а тому і більш простий у-спектр. Вимірювання - спектра дозволяє отримати інформацію про збуджених станах ядра.

Магічні ядра відрізняються не тільки енергіями відділення і питомими енергіями зв'язку. Багато магічні ядра більш поширені у Всесвіті, ніж їх немагіческіе сусіди (див. Гл. Магічні ядра виділяються серед інших ядер підвищеною стійкістю, більшою поширеністю в природі і ін. Особливостями. Існування магічних ядер отримало своє пояснення в рамках оболонкової моделі ядра[7-10], в якій магічні числа відповідають цілком заповненим оболонок.

Тому в оболочечной моделі магічними ядрами є ядра, у яких заповнені або протонні, або нейтронні оболонки. Встановлення існування магічних ядер історично стало одним з головних аргументів на користь оболочечной моделі.

оболочечная модель ядра заснована на уявленні про ядро як про систему нуклонів, незалежно рухомих в пор. Вайцзеккера і існування магічних ядер, для яких брало Л і Z відповідають наиб, вираженим максимумів енергії зв'язку. на відміну від крапельної моделі, к-раю практично відразу виникла в закінченому вигляді, оболочечная модель зазнала довгих, період пошуку оп-тім.

Що ж, виходить, що енергія збудження в цій реакції в 2 - 2 5 разу менше звичайного. Просто ядра свинцю - магічні ядра. Як є замкнуті електронні оболонки - причина вищої хімічної стійкості благородних газів, так існують і замкнуті нуклонах перші оболонки, як протонні, так і нейтронні.

Цей графік має перегини, що відображають ядерну періодичність. Перегини відповідають приблизно положенню магічних ядер (Са, Sn, Pb), що підтверджує періодичне будова шарів ядер. У галію відбувається перетин періссадной і артіадной кривих. Це добре узгоджується з закономірністю, яку спостерігав Д. І. Менделєєв для елементів-двійників. Елементи-двійники до галію розташовані за схемою: періссад - артіад, а після галію за схемою: артіад - періссад.

З таблиці видно, що всі ядерні рівні, крім s - рівнів (/0), розщеплюються на два підрівні. Ядра, що відповідають магічним числам, називаються магічними ядрами; вони помітно відрізняються властивостями від сусідніх ядер, що містять більше чи менше число нуклонів.

Дослідження показують, що енергія зв'язку нуклона в магічному ядрі більше на (0 5 посилання - 1 5) МеВ, ніж в сусідніх парних ядрах. Це вказує на те, що, по-видимому, в магічних ядрах утворюються замкнуті стійкі оболонки нуклонів, що приєднується надмірна нуклон (понад магічного числа) починає будівництво нової оболонки і утримується в ядрі значно слабкіше.

Визначення точних значень мас ядер дозволяє визначити енергію зв'язку нуклонів і тим самим встановити, в яких ядрах ця енергія особливо мала або особливо велика. Як уже зазначалося, енергія зв'язку нуклонів особливо велика в магічних ядрах і особливо мала для сусідніх з магічними ядер.

Інші закономірності в зміні властивостей атомних ядер в залежності від числа що містяться в них нуклонів були виявлені при детальному розгляді енергії зв'язку, спина, магнітного і електричного квадрупольного моментів ядер, поширеності ізотопів в природі, особливостей а - і p - pacna - дов і інших характеристик. Досвід показує, що ядра з такими кількостями нейтронів або протонів (магічні ядра) особливо стійкі.

Стійкі ізотопи, що виходять за межі 2р - стійких ізотопів, позначені чорними квадратами з білими прорізами. Вертикальні лінії, що закінчуються вгорі і внизу чорними трикутниками, відповідають ізотопів магічних ядер по числу протонів.

Шість варіантів періодичної системи ізотопів. З даних ізотопів слід виключити всі непарні ядра, які, як відомо, менш стійкі; залишаться чотири парних ізотопу. Неоднозначність вибору ізотопів привела до того, що в одних системах ядерні періоди закінчуються магічними ядрами по числу протонів, в інших - магічними ядрами по числу нейтронів, а в деяких - обома типами ядер. Таким чином, число варіантів періодичної системи ізотопів велике. Нижче наведено шість варіантів періодичної системи ізотопів (табл. 51), в яких ізотопи розташовані за періодами.

А /ч КЛ3), повинен бути уточнений у ряді відносин. Легкі ядра володіють більш крихкою структурою, важкі - кілька більш стислі; крім того, магічні ядра щодо найбільш компактні. Звичайно, для несферичних ядер слід вводити якісь середні ефективні радіуси.