远离β稳定线的核素[远离β稳定线的核素]
在核素图(即以核素的质子数Z和中子数N为坐标的平面图)上,离β稳定线较远区域的核素。
这些核素可经过正、负β衰变转变为β稳定的核素。对于奇A同量异位素(见原子核),每一A值一般只有一个β稳定核素,对于偶A同量异位素,每一A值可有两个或两个以上β稳定核素。
把β稳定核素标绘在Z-N平面上(见图)。通过这些 β稳定核素区域中心(Z0,N0)所作的曲线叫做β稳定线。据经验分析,得出β稳定线上的核素的A与Z0的关系为
远离β稳定线的核素
由图可见,当 A≤40时,β稳定线上核素的中子质子比N0/Z0≈1,这和同类核子间的泡利排斥(见泡利不相容原理)的影响有关。随着Z的增加,正比于
远离β稳定线的核素
的库仑排斥能迅速增长,为了组成β稳定核素就需要一定数量的过剩中子,此时N0/Z0>1。A≥200时, N0/Z0≈1.5;此种原子核尽管对β衰变稳定,但却会发生α衰变或自发裂变(见核裂变)。
远离β稳定线的核素
在β稳定线两侧的核素,一边是Z<Z0质子数短缺,也就是中子数相对过剩,叫做丰中子核素,它们将通过β- 衰变而成为β稳定核素。另一边是Z>Z0,中子数短缺,叫做缺中子核素,它们将通过β+ 衰变(或轨道电子俘获)而成为β稳定核素。
在离开β稳定线几个核子的区域以外,中子结合能和质子结合能分别为零的“中子滴落线”及“质子滴落线”以内的核素,属于远离β稳定线的核素。在这个区域内,除了已经合成的近千个核素外,理论上预言可能存在几千个核素。产生这些核素的方法有:重离子核反应(见重离子核物理),高能粒子引起的散裂反应(见中高能核物理)和原子核裂变等。带电粒子核反应,主要是重离子反应,产生的一般是缺中子核素;而裂变产生的是丰中子核素。由于这些核素的寿命非常短,需要用一些特殊的技术和设备,例如在线同位素分离器,来对它们进行分离和研究。
远离β稳定线核素具有一系列独特的性质。它们的中子质子比异常,有的核子结合能很小,还有新的衰变方式,如高能β衰变、β延迟粒子发射、β延迟裂变等(见β衰变)。这些新现象的研究和探索,将有助于检验和发展现有原子核理论,特别是核结构理论。某些新的核素还可能具有实用价值。
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