Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
МА МГ МЕ МИ МЛ МН МО МУ МЫ МЯ

Магическое ядро

 
Магические ядра отличаются не только энергиями отделения и удельными энергиями связи. Многие магические ядра более распространены во Вселенной, чем их немагические соседи ( см. гл.
Зависимости от Z и N энергии отделения протона и нейтрона в области ядер. Магические ядра имеют большое число изотопов и изотопов. Ядра с магическим N сравнительно слабо поглощают нейтроны.
Магические ядра обладают повышенной устойчивостью, что имеет разнообразные проявления.
Значение суммарного момента ядер в зависимости от направления орбитального и спинового момента. Магические ядра можно разделить на три типа: 1) магические по числу протонов и нейтронов, или дважды магические; 2) магические по числу протонов; 3) магические по числу нейтронов.
Зависимости от Z и N энергии отделения протона и нейтрона в области ядер. Магические ядра отличаются не только энергиями отделения и удельными энергиями связи. Многие магические ядра более распространены во Вселенной, чем их немагические соседи ( см. гл.
Магические ядра имеют большое число изотопов и изотонов. Ядра с магическим N сравнительно слабо поглощают нейтроны.
Магические ядра выделяются среди других ядер повышенной устойчивостью, большей распространенностью в природе и др. особенностями. Существование магических ядер получило свое объяснение в рамках оболочечной модели ядра [7-10], в которой магические числа соответствуют целиком заполненным оболочкам.
Схематический разрез Земли и ее структура.| Наиболее распространенные химические элементы земной коры. Элементы с магическими ядрами примерно в 10 раз более распространены, чем соседние с ними элементы.
Понижение энергии для магического ядра по сравнению с соседним оказывается порядка 1 - 2 Мэв.
Кривые энергии отрыва избыточного нейтрона от ядер.
Вероятность захвата нейтронов магическими ядрами ничтожна, что обусловливается законченной структурой ядерных уровней в этих ядрах.
Замечено, у всех магических ядер этот момент равен нулю, а у соседних с ними ядер отличен от нуля и имеет различные знаки. Большие значения электрического квадрупольного момента встречаются только у тяжелых ядер.
Группирование уровней самосогласованного потенциала в оболочки. Поэтому в оболочечной модели магическими ядрами являются ядра, у которых заполнены либо протонные, либо нейтронные оболочки. Установление существования магических ядер исторически явилось одним из главных аргументов в пользу оболочечной модели.
Эти отклонения приходятся на зоны магических ядер. Ядра, у которых магическими являются и число протонов и число нейтронов, называются дважды магическими. Магические ядра выделены прежде всего энергиями отделения нуклонов. Как видно из рис. 2.7, на магические ядра приходятся резкие перепады в кривой энергии отделения нуклона.
Замечено, что у всех магических ядер этот момент равен нулю, а у соседних с ними ядер отличен от нуля и имеет различные знаки. Большие значения электрического квадрупольного момента встречаются только у тяжелых ядер.
Кроме того, высокая стабильность магических ядер проявляется в уменьшении ( в Юн-100 раз) сечений захвата нейтронов этими ядрами.
Эти отклонения приходятся на зоны магических ядер. Ядра, у которых магическими являются и число протонов и число нейтронов, называются дважды магическими. Таких ядер имеется всего пять: 2Не4, 8О1в, 2 () Са40, 2оСа48, saPb208 Магические ядра выделены прежде всего энергиями отделения нуклонов. Как видно из рис. 2.7, на магические ядра приходятся резкие перепады в кривой энергии отделения нуклона.
Наблюдаемый захват приблизительно в 100 раз меньше для магических ядер, чем для их соседей; в остальных областях поперечное сечение является довольно плавной функцией от А.
Даже пример первого нетривиального, после а-частицы, магического ядра О с, его относительной распространенностью 220 000 ( по отношению к 10 000 атомов кремния) подтверждает преимущественную концентрацию магических ядер.
Исследования показывают, что энергия связи нуклона в магическом ядре больше на ( 0 5 - 1 5) Мэв, чем в соседних четных ядрах. Это указывает на то, что, по-видимому, в магических ядрах образуются замкнутые устойчивые оболочки нуклонов, присоединяемый же избыточный нуклон ( сверх магического числа) начинает постройку новой оболочки и удерживается в ядре значительно слабей.
Аналогично наибольшая энергия ( 3-распада наблюдается при р-переходах на магические ядра, а наименьшая - при р-рас-падах магических ядер.
С другой стороны, для более легких ядер ( и для магических ядер) имеет место обратный случай. Например, в Мп55 имеется сильный резонанс при энергии нейтронов 3 45 эв, для которого Гп - 20 эв, а Гу составляет только 1 эв. В общем случае для ядер с Л60 наблюдаются главным образом резонансы рассеяния. Нейтронные ширины были статистически исследованы для большого числа уровней.
В Дубне был разработан новый метод синтеза тяжелых элементов с помощью магических ядер. Подробнее о нем рассказано в следующей статье. Этим методом, предложенным профессором Ю. Ц. Оганесяном, был получен легкий спонтанно делящийся изотоп 257105 при облучении висмута-209 ионами титана-50. Изотоп 262105 был зарегистрирован по альфа-распаду в Веркли.
Оттого и получалось, что ядру-снаряду приходилось затрачивать слишком много энергии на вторжение в магическое ядро, и энергия возбуждения ядерных сплавов на свинцовой основе меньше, чем обычно. Первая статья о синтезе в Дубне изотопа 259106 датирована 11 июля 1974 года. К тому времени было зарегистрировано более 60 спонтанно делящихся ядер с периодом полураспада около 0 007 секунды.

Аналогично, энергии - переходов ( электронных и позитронных) также оказываются увеличенными, если продуктом является магическое ядро.
Аналогично наибольшая энергия ( 3-распада наблюдается при р-переходах на магические ядра, а наименьшая - при р-рас-падах магических ядер.
Если в обычном ядре первое возбужденное состояние связано с переориентацией нуклонов, то возникновение возбужденного состояния в магическом ядре следует связать с переходом нуклона на более высокую оболочку. А такой переход требует значительной энергии. Отсюда следует, что энергия первых возбужденных состояний магических ядер должна быть велика. Этот вывод подтверждается экспериментальными материалами.
Указанные значения Z и - N называются магическими числами, а атомные ядра с такими Z или N - магическими ядрами.
В седьмом столбце табл. 1а и в шестом столбце табл. 16 Фогт вносит поправку на отмеченное выше влияние заполнения оболочек у магических ядер, а также на то, что плотность уровней в нечетно-нечетных ядрах примерно вдвое выше, чем в ядрах других типов с близкими А.
Все вышеизложенные факты и некоторые другие, здесь не указанные за недостатком места, приводят к выводу о том, что в магических ядрах существуют замкнутые оболочки.
Кривые энергии отрыва избыточного нейтрона от ядер. Если построить кривую зависимости: энергия отрыва избыточного нейтрона - заряд ядра ( рис. 25), то в ней видны разрывы непрерывности, приходящиеся на магические ядра.
Даже пример первого нетривиального, после а-частицы, магического ядра О с, его относительной распространенностью 220 000 ( по отношению к 10 000 атомов кремния) подтверждает преимущественную концентрацию магических ядер.
Произведенные Даквортом, Вап-стра, В. А. Кравцовым и другими новейшие подсчеты энергий связи, приходящейся на нуклон, и энергий связи последнего нуклона, добавляемого в данном ядре, подтверждают особую устойчивость всех магических ядер ( ис. Иначе говоря, нуклон, попадающий первым в оболочку, которая только начинает заполняться, будет связан слабее нуклонов в только что заполненной оболочке. Тем самым мы приходим к требованию существенной модификации слишком уравнительной, не учитывающей периодических свойств и оболочечной структуры полуэмпирической формулы Вейцзекера для энергии связи или масс ядер. Соответственные поправки следует ввести во все коэффициенты а:, яа, aa, at, которые должны теперь приобрести периодический характер, чтобы обеспечить максимум энергии связи для магических ядер.
Магические ядра отличаются повышенной устойчивостью и большей распространенностью в природе по сравнению с другими ядрами. Ядра, содержащие магические числа протонов и нейтронов, называются дважды магическими.
При захвате нейтрона образовавшееся составное ядро возбуждено до энергии f / св f, где св чк 6 - 8 МэВ - энергия связи нейтрона в ядре. Легкие и магические ядра имеют меньшую плотность уровней, а потому и более простой у-спектр. Измерение - спектра позволяет получить информацию о возбужденных состояниях ядра.
Магические ядра отличаются не только энергиями отделения и удельными энергиями связи. Многие магические ядра более распространены во Вселенной, чем их немагические соседи ( см. гл.
Магические ядра выделяются среди других ядер повышенной устойчивостью, большей распространенностью в природе и др. особенностями. Существование магических ядер получило свое объяснение в рамках оболочечной модели ядра [7-10], в которой магические числа соответствуют целиком заполненным оболочкам.

Поэтому в оболочечной модели магическими ядрами являются ядра, у которых заполнены либо протонные, либо нейтронные оболочки. Установление существования магических ядер исторически явилось одним из главных аргументов в пользу оболочечной модели.
Оболочечная модель ядра основана на представлении о ядре как о системе нуклонов, независимо движущихся в ср. Вайцзеккера и существование магических ядер, для к-рых Л и Z соответствуют наиб, выраженным максимумам энергии связи. В отличие от капельной модели, к-рая практически сразу возникла в законченном виде, оболочечная модель претерпела длит, период поиска оп-тим.
Что же, выходит, что энергия возбуждения в этой реакции в 2 - 2 5 раза меньше обычного. Просто ядра свинца - магические ядра. Как есть замкнутые электронные оболочки - причина высшей химической стойкости благородных газов, так существуют и замкнутые нуклонн-ые оболочки, как протонные, так и нейтронные.
Этот график имеет перегибы, отражающие ядерную периодичность. Перегибы соответствуют примерно положению магических ядер ( Са, Sn, Pb), что подтверждает периодическое строение слоев ядер. У галлия происходит пересечение периссадной и артиадной кривых. Это хорошо согласуется с закономерностью, которую наблюдал Д. И. Менделеев для элементов-двойников. Элементы-двойники до галлия расположены по схеме: периссад - артиад, а после галлия по схеме: артиад - периссад.
Из таблицы видно, что все ядерные уровни, кроме s - уровней ( / 0), расщепляются на два подуровня. Ядра, отвечающие магическим числам, называются магическими ядрами; они заметно отличаются свойствами от соседних ядер, содержащих большее или меньшее число нуклонов.
Исследования показывают, что энергия связи нуклона в магическом ядре больше на ( 0 5 - 1 5) Мэв, чем в соседних четных ядрах. Это указывает на то, что, по-видимому, в магических ядрах образуются замкнутые устойчивые оболочки нуклонов, присоединяемый же избыточный нуклон ( сверх магического числа) начинает постройку новой оболочки и удерживается в ядре значительно слабей.
Определение точных значений масс яДер позволяет определить энергию связи нуклонов и тем самым установить, в каких ядрах эта энергия особенно мала или особенно велика. Как уже указывалось, энергия связи нуклонов особенно велика в магических ядрах и особенно мала для соседних с магическими ядер.
Другие закономерности в изменении свойств атомных ядер в зависимости от числа содержащихся в них нуклонов были обнаружены при детальном рассмотрении энергии связи, спина, магнитного и электрического квадрупольного моментов ядер, распространенности изотопов в природе, особенностей а - и p - pacna - дов и других характеристик. Опыт показывает, что ядра с такими количествами нейтронов или протонов ( магические ядра) особенно устойчивы.
Устойчивые изотопы, выходящие за пределы 2р - устойчивых изотопов, обозначены черными квадратами с белыми просветами. Вертикальные линии, оканчивающиеся вверху и внизу черными треугольниками, отвечают изотопам магических ядер по числу протонов.
Шесть вариантов периодической системы изотопов. Из данных изотопов следует исключить все нечетные ядра, которые, как известно, менее устойчивы; останутся четыре четных изотопа. Неоднозначность выбора изотопов привела к тому, что в одних системах ядерные периоды заканчиваются магическими ядрами по числу протонов, в других - магическими ядрами по числу нейтронов, а в некоторых - обоими типами ядер. Таким образом, число вариантов периодической системы изотопов велико. Ниже приведено шесть вариантов периодической системы изотопов ( табл. 51), в которых изотопы расположены по периодам.
А / ч кЛ3), должен быть уточнен в ряде отношений. Легкие ядра обладают более рыхлой структурой, тяжелые - несколько более сжаты; кроме того, магические ядра относительно наиболее компактны. Конечно, для несферических ядер следует вводить какие-то средние эффективные радиусы.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11