Оболочечная модель ядра

Однако идея построения электронной оболочечной модели кластера следует также из построения оболочечной модели ядра и понимания структуры атомного ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов со спином половина на частицу и подчиняется принципу Паули при его построении. Однако в отличие от атома в ядре между нуклонами действуют силы притяжения (а не отталкивания, как между электронами в атоме) и размер ядра увеличивается при увеличении числа нуклонов в кластере. Сила взаимодействия между двумя нуклонами имеет максимум на характерном размере, что подобно действию вандерваальсовых сил и совершенно отлична от дальнодействующих кулоновских сил между электрическими зарядами в атоме. Если теперь строить кластерную модель по принципу организации нуклонов в ядре, то можно использовать объединение атомов инертных газов за счет вандерваальсовых сил при низких температурах. [c.208]

Конечно, не все свойства можно объяснить с помош,ью оболочечной модели ядра, но ведь до сих пор остается нерешенным центральный вопрос в строении ядра — природа ядерных сил. [c.49]

Синтез более тяжелых элементов с помощью ускоренных ионов все более затруднен, так как период спонтанного деления с продвижением к более далеким элементам быстро падает (см. рис. 19.1). В то же время расчеты по оболочечной модели ядра показывают, что некоторые ядра могут обладать достаточной [c.584]

Оболочечная модель ядра атома и устойчивость изотопов. Экспериментально установлено, что свойства атомных ядер, например, стабильность, распространенность в природе, энергия связи нуклона в ядре, число изотопов, изменяются периодически с увеличением числа протонов и нейтронов. На этом основании выдвинута гипотеза об оболочечном строении ядер атомов. Считается, что ядерные оболочки заполняются нуклонами (протонами и нейтронами) подобно тому, как заполняются электронами оболочки атома. Стабильными и распространенными являются те атомы, ядра которых имеют определенное число протонов или нейтронов, а именно 2, 8, 20, 50, 82, 114, 126. Эти числа получили название магических. Считается, что они связаны с емкостью оболочек. [c.86]

Если оболочечная модель ядра получит дополнительные подтверждения н обоснования, то можно будет считать, что периодический закон является более универсальным, чем это представляется в настоящее время. [c.87]

Оболочечная модель ядра. Магические числа нуклонов. При рассмотрении вопросов формирования ядра из нуклонов следует учитывать принцип Паули, согласно которому две частицы не могут находиться в совершенно одинаковом состоянии (в химии принцип Паули часто трактуется применительно лишь к квантовым числам электронов, располагающихся на атомных орбиталях). Так, одноименные нуклоны (р — р или п) могут соединиться лишь в том случае, если они обладают противоположно направленными спинами. Применение принципа Паули к объяснению некоторых особенностей строения атомного ядра приводит к выводу, что нуклоны в ядре, так же как электроны в электронной оболочке атома, расположены на энергетических оболочках — уровнях. Действительно, эксперимент показывает, что ядра, содержащие 2, 8, 20, 50, 82 либо 126 [c.13]

Во всех трех случаях наблюдается образование оболочечной структуры капли-кластера, содержащей 2(2i + 1) вырожденных уровней, сгруппированных в полосы (оболочки) с щелями между ними. Наибольшие щели и наибольшее вырождение получаются для гармонического осциллятора. В случае потенциалов Вуда—Саксона и прямоугольной ямы вырождение частично снимается для уровней с большим орбитальным числом и появляются подоболочки. Это обстоятельство весьма важно для характеристики кластерной оболочечной модели ядра, а также для кластерной атомной модели, включающей большое число атомов (о чем речь пойдет далее). Оболочечная модель ядра имеет, однако, отличия от атома в получении реальных моментов ядер. Для ядер работает правило четного и нечетного числа нуклонов, когда угловой момент всего нечетного ядра определяется одним добавочным сверх четной структуры ядра нуклоном. Правила Гунда для заполнения атомной оболочки диктуют получение больших угловых моментов, что связано с кулоновским отталкиванием электронов, которое уменьшается для электронов с параллельными спинами. Для нуклонов в ядре, кроме общего постоянного притяжения, существует еще парное притяжение, которое максимально при противоположном направлении спинов нуклонов. Тогда ядра, включающие четные числа нуклонов, обладают нулевым спином. [c.214]

Протоны и нейтроны принято называть нуклонами. Вследствие сильного взаимодействия между нуклонами можно говорить о состояниях всего ядра в делом, а не о состояниях отдельных нуклонов. Однако при приближенном рассмотрении для объяснения многих свойств ядер оказалась очень полезной так называемая оболочечная модель ядра, в которой допускается [c.367]

Достижения современной ядерной физики и химии позволяют более определенно судить о возможностях синтеза новых искусственных сверхтяжелых элементов. Эта проблема также неоднозначна. С одной стороны, последовательное увеличение числа протонов в ядре приводит к более резкому возрастанию числа нейтронов (атомная масса растет быстрее, чем атомный номер) й нестабильность тяжелых ядер должна увеличиваться с ростом числа нейтронов, вплоть до невозможности их существования. С другой стороны, оболочечная модель ядра предполагает наличие полностью завершенных нуклонных слоев. Такие завершенные нуклонные оболочки обладают повышенной стабильностью. На этом основано представление о так называемых "островках стабильности" среди сверхтяжелых элементов, ближайший из которых должен находиться вблизи Z — 126, т.е. соответствующие ядра должны обладать сравнительно высокой устойчивостью. [c.518]

Оболочечная модель ядра сразу привела к большому успеху с ее помощью удалось объяснить существование так называемых магических чисел в ядрах. Было известно, что наиболее распространены в природе и наиболее устойчивы ядра, содержащие 2, 8, 20, 50, 82 и 126 протонов или нейтронов (заметьте, что все магические числа -четные ). В соответствии с оболочечной моделью эти числа-не что иное, как максимально возможное число нуклонов на соответствующих энергетических ядерных оболочках. Максимально стабильными должны быть ядра, имеющие заполненные оболочки, точно так же, как наиболее стабильными (в смысле химической активности) среди элементов оказываются инертные газы с полностью заполненными электронными оболочками. Особенно устойчивы дважды магические ядра, например очень стабильное ядро д РЬ-в нем 82 протона и 126 нейтронов. Кстати, именно свинцом (хотя и разными его изотопами) заканчиваются цепочки всех естественных радиоактивных превращений (ряд урана, ряд актиния и ряд тория). [c.98]

О Магические ядра — ядра, в которых число протонов или нейтронов равно одному из т. и. магических чисел — 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Магические ядра выделяются среди других ядер повышенной устойчивостью, большей распространённостью в природе и др. особенностями. Суш ествование магических ядер получило своё объяснение в рамках оболочечной модели ядра [7-10], в которой магические числа соответствуют целиком заполненным оболочкам. [c.22]

Оболочечная модель ядра. Представления об оболочечной структуре ядер возникли и развились благодаря систематизации свойств большого числа (свыше 1100) известных сейчас устойчивых и радиоактивных ядер, т. е. благодаря распространению метода, применённого в своё время Д. И. Менделеевым к элементам (атомам), на атомные ядра. Систематическое изучение свойств атомных ядер привело к выводу, что в атомных ядрах существуют определённые протонные и нейтронные оболочки-, подобно тому как в атомах существуют электронные оболочки. Ядра с заполненными оболочками обладают особенно устойчивой структурой, и это проявляется во многих свойствах таких ядер. Числа нейтронов и протонов, отвечающие заполненным оболочкам, получили название магических , или особых, чисел. [c.41]

На рис. 5.18 представлены результаты расчета оболочечной модели ядра для трех рассмотренных видов потенциала и 160 частиц [24]. [c.214]

Каковы дальнейшие возможности получения элементов с порядковыми номерами больше 105 Следует отметить, что наибольшей устойчивостью обладают ядра, соответствующие магическим числам 2, 8, 14, 20, 50, 82 (по Z) и дополнительно 126 (по N), вытекающим из оболочечной модели ядра. [c.6]

В третьем издании (2-е издание вышло в 1976 г,) помещены новые главы ( Комплексные соединения и Охрана окружающей среды ) е параграфы ( Оболочечная модель ядра атома и устойчивость изотопов , Производство минеральных удобрений , Химические источники тока и ряд других). Заново написан параграф Электролиз , дополнеи многие разделы книги. Отражено значение химии для понимания на- учной картины мира и формирование диалектико-материалистического мировоззрения. [c.2]

Оболочечная модель ядра исходит из допущения, что в атомном ядре каждый нуклон движется до некоторой степени независимо в усредненном поле, образованном другими нуклонами. Такое поле напоминает самосогласованное поле, действующее на электрон в атоме, однако эта аналогия далеко не полная. В атоме основной вклад в среднее поле вносит атомное ядро. Из-за большой массы ядра по сравнению с массой электронов положение ядра можно считать фиксированным, а самосогласованное поле относительно устойчивым. В ядрах атома нет такого стабилизирующего центра, кроме того, ядерные силы обладают радиусом действия, лишь немногим превышающим среднее расстояние между нуклонами в ядре. В связи с этим роль остаточного взаимодействия в ядре сравнительно велика. Возможность введения однонуклонных состояний для описания свойств ядер облегчается принципом Паули изменение состояния движения отдельного нуклона происходит лишь в том случае, когда ему сообщается энергия, достаточная для перевода его в состояние, не занятое другими нуклонами. Поэтому средняя длина свободного пробега нуклона малой энергии в ядерном веществе равна приблизительно 20-10 см, т. е. значительно превышает диаметр ядра. [c.368]

Невзаимодействующие нуклоны и .-резонансы. Введем сначала приближенную схему для описания связанных нуклонов и А-ре-зонансов по аналогии с одночастичной оболочечной моделью ядра. Рассмотрим одночастичный гамильтониан [c.257]

Поясним этот случай. Согласно оболочечной модели ядра, в ядрах существуют особые протонные и нейтронные оболочки, обладающие определенной емкостью , подобно тому, как в атомах — электронные. Среди них особенно устойчивы те, которые содержат 2, 8, 20, 50,, 82 или 126 нейтронов или протонов,— это заполненны . ядерные оболочки. Ядра с таким числом нуклонов отличаются повышенной устойчивостью и другими особенностями, Продолжая проводить аналогию с атомами, для которых характерно стремление к прочным двух- и восьмиэлектронным наружным оболочкам, будем считать, что ядрам также свойственна тенденция к заполнению нейтронных или протонных оболочек. Оболочки из 126 нейтронов содержат главным образом ядра радиоактивных элементов конца периодической системы. Для их сосе- [c.144]

Лишь 40 лет спустя гипотеза Свинне, ошибочная, так сказать, в своем конкретном оформлении, оказалась совершенно справедливой, если иметь в виду основную, постулированную ею идею. Для этого потребовался долгий и извилистый путь развития научных представлений сначала разработка оболочечной модели ядра, затем временное почти полное игнорирование этой модели и, наконец, ее возрождение и экстраполяция основных ее постулатов на область больших значений Z. [c.14]

До сих пор не получено заметных результатов в предсказании величины ядерного множителя 8F(/R в рамках теории ядра. Одночастичная оболочечная модель ядра слишком неточна, чтобы надежно оценить эту величину, однако она дает правильный порядок величины bR/R для ядер с нечетным числом протонов [91 она также дает некоторые обоснования экспериментально наблюдаемому факту уменьшения величины ядерного множителя для тяжелых ядер с нечетным числом нейтронов. Полная теория изомерных сдвигов должна рассматривать все частицы в ядре, а не только последнюю частицу, так как даже в ядрах, хорошо описываемых оболочечной моделью, остальные нуклоны могут вносить существенный вклад в отношение 6R/R . Для деформированных ядер коллективная модель [14], вероятно, более адекватна. Для тех деформированных ядер, в которых два наинизших состояния в ротационной полосе являются мессбауэровскими, эта модель предсказывает очень маленькую положительную величину связанную с центробежным растяжением. Наконец, в деформированных ядрах эффект формы ядра может давать существенный вклад в bRiR, если наблюдается изменение деформации при переходе из возбужденного в основное состояние [9]. Это привело к предсказанию [9] и наблюдению [15, 16] больших изомерных сдвигов в районе границ области деформированных ядер. В и Eu большие сдвиги возникают,, по-видимому, как из-за одночастичного эффекта, так и вследствие эффекта деформации. [c.403]

Говоря о развитии теорий стабильности ядер очень тяжелых неисследованных (сверхтяжелых) элементов, необходимо мысленно вернуться на двадцать лет назад, когда Мария Гепперт-Майер, О. Хаксель, И. Йен-сен и X. Зюсс начали развивать теоретическую оболочечную модель ядра, состоящую из группы частиц, движущихся в поле ядерных сил. Было показано, что совокупность частиц, нейтронов и протонов обладает особенной стабильностью, если ядро содержит магическое число нейтронов или протонов, или, проще говоря, ядерные оболочки аналогичны электронным оболочкам атома Бора. Обычно магические числа нейтронов (М) или протонов (2) принимают равными 2, 8, 20, 28, 50 и 82 для элементов, находящихся в периодической таблице выше урана. Магическим числом является в этой области также N = 126, что видно из особой устойчивости изотопа 208pJJ = 82, N = 126), ядро которого содержит магическое число протонов и нейтронов и обладает сферической симметрией. Обо-лочечная теория претерпела много усовершенствований, и в конце концов появилась возможность вычислять потенциалы отдельных нуклонов в деформированном или несферическом ноле ядра с помощью широко распространенного ныне метода шведского физика Свена Нильссона, так называемого метода орбиталей Нильссона . [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология