Мир вокруг нас - "Этэрнус" - Страница 38

Рис. 148

Рис. 149

Дальнейшее присоединение нейтронов — возможно только к нейтронам, не входящим в альфа-кластеры, и без возможности образования кластеров трития; это — ещё менее выгодно, поэтому после криптона-88, следуют изотопы, по отношению к которым, криптон-88 обладает повышенной стабильностью, см. табл. 26. Из табл. видно, что время жизни ядра криптона-88 — повышено, по сравнению с предыдущим, нечётным изотопом (криптон-87), в то время как для криптона-90, и дальнейших чётных изотопов — оно, в аналогичных случаях, понижено.

Таблица 26 ^[8]

Периоды полураспада изотопов криптона от 87 до последнего известного чётного изотопа криптона

Вероятное строение последнего известного (чётного) изотопа криптона, криптона-100 (табл. 26), показано на рис. 150. На рис. видно, что все нейтроны в ядре связаны одинаковым образом: не более, чем в три шага, т. е. нейтрон, непосредственно связанный с альфа-частицей (1-й шаг), может связать ещё один нейтрон (2-й шаг), который может связать ещё нейтрон (3-й шаг), см. рис. 150.

Рис. 150

Возможность связи нейтронов в три шага, т. е. весьма косвенной связи — обусловлена большим числом протонов в ядре криптона, создающим достаточно сильное смещение кварковой плотности нейтронов (необходимое для связывания нейтронов через другие нейтроны). (В более лёгких ядрах, чем меньше протонов в ядре, тем, естественно, в меньшее число шагов могут быть присоединены нейтроны: например, в последнем изотопе водорода (⁷H), нейтроны связаны, максимум, примерно в один шаг, и то слабо, а в последних изотопах гелия (9 и 10), нейтроны связаны — максимум, «в полтора» шага, а в последнем изотопе бериллия, бериллии-16 — примерно в два шага, но слабо (эти изотопы — крайне маложивущи, и распадаются с вылетом нейтронов, что уже рассматривалось ранее)).

Далее: Обратимся теперь к строению ядра предыдущего чётного элемента, перед криптоном, — селена (табл. 22).

Селен содержит на два протона меньше, чем криптон, а значит, одна из альфа-частиц, имевшихся в криптоне-84 (наиболее энерговыгодном изотопе криптона), — превращается в кластер трития, с которым нейтроны могут связаться только относительно слабо, см. рис. 151. Этим объясняется, почему наибольшей энергией связи обладает изотоп селен-78, содержащий на четыре нейтрона меньше, чем криптон-84, см. табл. 27.

Рис. 151

Таблица 27 ^[18]

Изотоп селена, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Аналогично, и для ещё более лёгкого чётного элемента, германия (см. табл. 22), наиболее энерговыгодным изотопом оказывается германий-72, содержащий на четыре нейтрона меньше селена-78, см. табл. 28 и рис. 152.

Таблица 28 ^[18]

Изотоп германия, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Рис. 152

Если отнять ещё два протона (и эффективно связанные с ними, в кластерах трития, нейтроны, а также нейтроны, которые уравновешивались ими), получим цинк-66, наиболее энерговыгодный изотоп цинка, см. табл. 29 и рис. 153. Как видно, в этом ядре, на месте кластера трития — остался только один нейтрон, и маловыгодными (отсутствующими) стали нейтроны, которые притягивал кластер трития, через альфа-кластер (см. рис. 153). В то же время, эти нейтроны, могут входить в состав цинка-68, почти не отличающегося по энергии связи от цинка-66 (табл. 29), см. рис. 153 (хотя более вероятная структура цинка-68 — представляется как включающая образование кластера трития, благодаря переходу протона из (маловыгодной) 3d-альфа-частицы, как показано на рис. 154).

Таблица 29 ^[18]

Изотопы цинка, с наибольшей энергией связи, и смежные к ним

Рис. 153

Рис. 154

Т. о., наиболее энерговыгодный, среди изотопов цинка, цинк-66 — содержит тоже на четыре нейтрона меньше, чем наиболее энерговыгодный изотоп соседнего чётного элемента, германий-72.

В дальнейшем, при переходе от цинка к никелю (также чётному элементу), отнимаются два протона уже из 3d-положения, в соответствии с симметрией между энергоуровнями атома и ядра (табл. 23). 3d-протоны альфа-частицы, делящейся плоскостью симметрии пополам — слабо участвовали в связывании нейтронов, и тянули кварковую плотность противоположно базовым протонам, о чём уже говорилось. Поэтому наиболее энерговыгодный никель-62 (как упоминалось ранее, наиболее энерговыгодный среди всех изотопов элементов в таблице Менделеева) — отличается всего на два нейтрона от цинка-66, а не на четыре, как было бы, если бы протоны отнимались от оставшегося кластера трития. (Строение никеля-62 — уже рассматривалось ранее (рис. 141)).

Вернёмся, далее, к изотопам цинка:

Теперь начнём прибавлять нейтроны: При этом, последним стабильным изотопом цинка — оказывается последний изотоп, в котором нейтроны могут быть связаны непосредственно (и без перехода протонов из альфы 3sp-энергоуровня). Это — цинк-70, см. рис. 155 и табл. 30. Аналогично, последними стабильными (или практически стабильными) изотопами элементов германия, селена и криптона — также являются последние изотопы с непосредственно связанными нейтронами (и без перехода протонов из альфы 3sp), показанные на рис. 156 и 148, см. также табл. 24, 31 и 32. На рис. видно, что в германии 76, переход протонов из 3d (маловыгодного) положения — даёт альфа-частицу, и возможность непосредственного связывания дополнительных четырёх нейтронов (что на четыре больше, чем у наиболее энерговыгодного изотопа, германия-72). Селен-82 образуется аналогичным образом, и также содержит на четыре нейтрона больше, чем селен-78. Криптон же 86 (и тем более, 88) — не может образоваться аналогичным образом, что видно из наглядной геометрии (альфа-кластеры — уже образованы), поэтому протон, переходящий из 3d-положения — может дать только кластер трития, связав только два дополнительных нейтрона. (Поэтому последний стабильный изотоп криптона — отличается только на два нейтрона от наиболее энерговыгодного изотопа этого элемента).