原子核是否需要质子和中子的比例为1:1才能稳定?

时间:2021-07-10 09:53:14   作者:
不。这是核素及其已知衰变模式的(N,Z)平面的示意图。稳定的核素(稳定的意思是它们从未被观察到衰变)用黑色表示。

原子核是否需要质子和中子的比例为1:1才能稳定?

你会发现立即通过比较N和Z为各种稳定核素的总结的核子数N + Z =增加,这些稳定的核示黑色,有一个明确的趋势为Z的增长慢于N表示不同的曲线稳定的原子核会弯曲线以下Z = N, N > Z一般。

这是因为原子核之间的吸引力的短程力有限范围和它浸透在一个足够大的细胞核,这意味着任何核子只有结合第一近似与原子核亲密,这样整个绑定随着原子核的体积,然后,由于吸引的有效范围小于较大的原子核的大小,因此整体结合仅以a的形式增长。

然而,斥力库仑力在原子核中以Z^2的速度增长,它有无限的范围,所以它不会饱和,它只在1/R的时候下降,R是原子核的大小。所以Z的库仑排斥保持快速增长的主要方法减少这种排斥是减少原子核的电荷密度,这是通过增加中子数,进而允许电荷分散到一个大地区,因为R的增加减少了库仑排斥这是Z / R ^ 2。

一直说,你应该注意到,在其他条件相同的情况下,一个明确的偏好对核(zn)保持尽可能小,这是由于两个身体力量之间比自己强壮质子和中子之间的中子,中子或质子和质子。你需要更精确地观察每个核子的结合能来观察这些效应,在有限核中所谓的配对相互作用的效应。

还有一种偏好是偶偶核素(Z和N都是偶数),而不是偶奇或奇偶核素,而稳定的奇偶核素相当罕见:据我回忆,只有四五个。

此外,应该指出的是,理论上所有比铁群重的原子核都允许阿尔法粒子衰变,因此理论上它们是不稳定的,即使估计的衰变寿命如此之长,以至于实际上可能从来没有也永远不会被观察到衰变。
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