稳定核就是稳定核素的原子核,核素可分为稳定核素和不稳定核素(具有放射性)两类。原子核稳定的核素是不会发生自发衰变定核素。
已发现的具有稳定核天然稳定核素只有270余种,而放射性核素约有2500种,其中绝大部分是人工制造的。原子序数Z≤82的核元素,都有天然存在稳定核,每种核素都有一个或几个稳定的同位素(除锝和钜外);Z≥83的核素只有放射性核素,Z>92的核素称为超铀核素。
定义
稳定核就是稳定核素的原子核,核素可分为稳定核素和不稳定核素(具有放射性)两类。原子核稳定的核素是不会发生自发衰变定核素。
已发现的具有稳定核天然稳定核素只有270余种,而放射性核素约有2500种,其中绝大部分是人工制造的。原子序数Z≤82的核元素,都有天然存在稳定核,每种核素都有一个或几个稳定的同位素(除锝和钜外);Z≥83的核素只有放射性核素,Z>92的核素称为超铀核素。
放射性核衰变
核素常用符号AZX 表示,其中X是元素符号,Z是原子序数,A是质量数,A-Z=N,N是该核素中的中子数。
科学研究表明,稳定核不仅对质子数Z有要求(Z≤82),而且对核子总数有一定限度(一般为A≤209),而且中子数和质子数应保持一定的比例(一般为N/Z=1~1.5,也有个别例外)。
稳定核的应用
稳定核标记,活化稳定核示踪法广泛应用于生物学、医学、考古学、地质学等学科。
以土壤侵蚀研究为例。采用可活化稳定核示踪法,可以实现以下两个研究目的:
(1) 利用不同部位或不同地段土壤中的元素丰度分布特征及含量差异 , 通过中子活化分析等分析技术 , 判测泥沙来源与侵蚀强度分布;
S-H图
传统核素图中,人们以质子数Z、中子数N分析稳定核的线性分布,找到了幻数质子中子数,成为传统核理论研究的基础。但在这种图中,稳定区长是宽的许多倍,难以看出隐藏在其中的许多线性列,只能看出过剩中子数N-Z=I的由核7Li,9Be,35Cl组成的15核长核列。
在引入两参量S=2Z-N H=N-Z代替基本变量Z、N的图中,原子核稳定区收长增宽,核分布紧凑,其线性分布表现出一系列规律性。
稳定核分布的七律
1、坐标S18~6连续核的有序分布
在坐标为S=2Z—N,H=N—Z的核素图中闭,稳定核区的下界是坐标S轴,该数轴上分布着等质子与中子数的原子核.在偶坐标S18~6的7常数列上,下界核素 (18,0),(16,0),~,(6,0)都是只有氘结团的核,这些坐标的下界分别有18,16, 14,⋯,6个氘结团.在同一坐标S常数列上的不同核都具有相同个数的氘结团, 而对于同列相邻原子核,当坐标H以1个单位向上递变分布时,相邻原子核的上面原子核 比下一核多一氚结团.坐标S18的连续核素排列着(18,0),(18,1),~,(18,6)7核素, 坐标S16与S14两列从H0~4都有连续5核素,坐标s12,S10,S8,拍的4列坐标 H0~2都有连续3核素.这7列连续分布的核素依次是1列7核素,2列5核素,4 列3核素。这里偶坐标S18~6的7列连续核素的上界坐标Ⅱ依次为:
Ⅱ=6;4,4;2,2,2,2. 就是1个6,2个4,4个2,形成核个数1,2,4相同的分布.见图I左部.
2、稳定区中部的两个7×7菱形区域
2.1 新稳定区的偶偶核
在坐标(S,H)处以参量(2K,2x)联系核素新的稳定区[41,在S一Ⅳ图中,以该坐标 对应的(2K,2X)表示新坐标,则新坐标是2K=2(S一/4),2X=2(S一2H),2倍时只 联系着偶偶核.
2.2稳定区的两个7 X 7菱形区域
2稳定区的两个7 X 7菱形区域 在传统原子核图中,以质子数Z与中子数N为坐标,核区是窄长条形,原子核分布长是宽的许多倍网。这种图中以两坐标为边的最大正方形区只是一边为3偶偶核。如存在稳定区中部的3种3等值核子数A 124,A 130,A 136核处,分别以这3 核子数为中线,联系着一个边长为3核素的正方形区.在氘氚结团图中,两坐标为边的最大正方形区是一边为6偶偶核,区内有36种核素。这个区域位于坐标S28~ 38与H16~26的区域,可联系不重复的9核素正方形16个。
在稳定区中的各种图形并不会因坐标变换而增加或消失,但由于坐标变量选取的不同,会出现严重变形导致很难辩认,而坐标选取合适则无此问题.在稳定核分布中,实际存在的最大正方形区是边长为7核素的区.在坐标S—Z图的坐标差K13与 K19两平行线之间,以坐标s18为左界,坐标H11为上界,存在两个边长7坐标的菱形区域.它们中间部分重叠,形成一个等腰梯形区.当以坐标(2K,2X)联系新稳定区 时,就对应着两个7×7偶偶核区,见图1中部。
2.3两菱形区对应的稳定核区
当在坐标(S,H)处以(2K,2X)作新坐标联系新核时,上述的两个菱形在新稳定区内,这里7×7的49个坐标一一对应着49种稳定核素,两个菱形区域各对应联系两个7 X7稳定原子核区。
坐标H5与H11联系的4顶点核是(26,16),(38,28).(26,4),(38,16),4边是 坐标S26与S38,K10与K22的区域,四边形的中心核是(32,16)。坐标S18与S24 联系的4顶点核是(38,40),(26,16),(38,28),(26,4),4边是坐标S26,S38与2S-H=36,48,四边形区中心核是(32,22)。
在这两个菱形区中,有3顶点坐标(18,5),(24,5),(24,11)相同,只有最外侧的 第4坐标(30,11)与最下端的(18,-1)不同,这两个菱形中部重叠后的3个相同坐标再加外侧的2坐标,就合并成4顶点为(18,5),(24,11),(30,11),(18,一1)的梯形.以 (2K,2X)变换联系的新核区,对应着4顶点为核(26,16),(26,4),(38,16),(38, 40)的梯形。这梯形4边为坐标S26与S38,差K22与参量2S-H=36。两个7 X 7菱 形核素区的中心核素是(32,16)与(32,22)。
3、坐标差上界的7核素对称分布