原子核直觀結(jié)構(gòu)論文_第1頁(yè)
原子核直觀結(jié)構(gòu)論文_第2頁(yè)
原子核直觀結(jié)構(gòu)論文_第3頁(yè)
原子核直觀結(jié)構(gòu)論文_第4頁(yè)
原子核直觀結(jié)構(gòu)論文_第5頁(yè)
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原子核直觀結(jié)構(gòu)論文摘要從根本上解決核力問(wèn)題,進(jìn)而得到一個(gè)自然界的普遍規(guī)律,即原子核是由質(zhì)子與中子較均勻地相間排列,然后首尾相連而構(gòu)成的核子環(huán),圍繞其自身的軸線高速轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的殼層結(jié)構(gòu)的帶電液滴球核。核子環(huán)的成環(huán)張力是由核環(huán)上所有質(zhì)子相互推斥提供的,這樣就得到了原子核這個(gè)微觀量子多體系的直觀結(jié)構(gòu)圖象---核子環(huán)。關(guān)鍵詞:核鍵核子環(huán)次中子AtomicNucleusLookingDirectlyStructureABSTRACTToattacktheproblemsofnuclearforceattheroot,,atomicnucleusisanuclearringformedbyprotonsandneutronsalternatelyarrangeaskeysinamoreevenorder,thentheheadandthetailconnect,andtheformingnuclearringcanself-rotateatahigh-speedaboutself-axis,obtainedatomicnucleus,thearchitectureofmicroscopicquantummany-body,Lookingdirectlystructureimage-nuclearring.原子核的直觀結(jié)構(gòu)(I)原子核是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)層次,它介于原子與粒子之間,是由質(zhì)子與中子組成的非相對(duì)論量子多體體系。此量子多體體系的結(jié)構(gòu)圖象是由核內(nèi)的質(zhì)子與中子依靠一種短程的強(qiáng)相互作用力來(lái)維系的。這種核子間的強(qiáng)相互作用,稱為核力或者強(qiáng)力。目前,對(duì)原子核的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的了解是“多側(cè)面”的:它既具有“獨(dú)立”核子在由其它核子構(gòu)成的平均場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),而又突出地具有核子間有強(qiáng)耦合的集體運(yùn)動(dòng)性質(zhì);它既是一個(gè)由核子構(gòu)成的非相對(duì)論量子多體體系,而又反映介子、重子乃至夸克自由度的復(fù)雜介質(zhì);它既是一個(gè)有一定量子數(shù)的有序物質(zhì)狀態(tài),而又表現(xiàn)出明顯的統(tǒng)計(jì)性及在一定條件下具有量子混沌的行為,由于核力問(wèn)題并沒(méi)有根本解決,各式各樣的核結(jié)構(gòu)型雖在一定程度上從某些側(cè)面成功描寫了原子核結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的豐富多彩的多樣性,但也都有各自的問(wèn)題、困難和局限性?!?〕因此,我們?nèi)绾尾拍苡煤?jiǎn)單、單一的描述來(lái)說(shuō)明原子核這個(gè)體系的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢?如何使各種核模型統(tǒng)一起來(lái)呢?也就是說(shuō),各種核子究竟是按一種什么樣的規(guī)律組合在一起的,原子核的真實(shí)直觀結(jié)構(gòu)是怎樣的,這是從根本上解決核力問(wèn)題的關(guān)鍵。以下論述是本文作者的一種大膽嘗試!一、核子間核力作用的飽和性由于核子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粒子,我們把它們想象成象原子或離子那樣,能夠相互成鍵。我們把各種核子間形成的核力,統(tǒng)稱為核鍵,即核子間通過(guò)傳遞、交換兀介子而相互成鍵,從而出現(xiàn)了兀介子云的疊,就像電子云的重疊那樣。這是一種短程吸引力,作用范圍小于是10-15米,既使在這么小的范圍內(nèi),鍵長(zhǎng)也是變化的,一般中子與質(zhì)子之間形成的核鍵的鍵長(zhǎng)較短,中子與中子、質(zhì)子與質(zhì)子之間形成的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)。在原子核內(nèi),具有最短鍵長(zhǎng)的核鍵的單個(gè)鍵能即為核子平均結(jié)合能。。一般成鍵后的不同核子不能互相轉(zhuǎn)化。核子間的成鍵與原子成鍵相似,很具有飽和性。就是說(shuō),一個(gè)核子同直接與之接觸的不同類核子有核力作用后,同其它核子無(wú)核力作用。一個(gè)質(zhì)子最多只能同兩個(gè)直接與之接觸的中子成鍵,而質(zhì)子成鍵達(dá)完全飽和鍵態(tài),即H,空間平面直觀結(jié)構(gòu)可能為“。十?!?。而一個(gè)中子最多也只能同兩個(gè)直接與之接觸的質(zhì)子成鍵達(dá)完全飽和鍵態(tài),即He,空間平面直觀結(jié)構(gòu)為“十。十”。中子之間成鍵不具飽和性,一個(gè)中子同直接與之接觸的中子都能成鍵,但結(jié)合得不緊密,是一種弱的束縛,易因中子的激發(fā)而被自動(dòng)破壞。二、原子核的直觀結(jié)構(gòu)既然核子成鍵具有飽和性,那么它們是怎樣組成穩(wěn)定的原子核的呢?原來(lái),原子核并不是那種單純的“核”,而是由質(zhì)子和中子較均勻地相間排列成鍵,然后首尾相連而構(gòu)成的核子環(huán),圍繞其自身的軸線高速轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的殼層結(jié)構(gòu)的帶電液滴球核。由于核子都集中在核子環(huán)上,因此核內(nèi)是空心的,即原子核具有空虛的質(zhì)心。核環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)形成的球形核就象乒乓球一樣,形成的橢圓形核就象蛋殼一樣。核環(huán)的成環(huán)張力是由核子環(huán)上所有質(zhì)子相互推斥提供的。這樣,原子核外觀表現(xiàn)為質(zhì)子間的較大庫(kù)侖斥力,使核環(huán)伸張,內(nèi)觀則表現(xiàn)為核子間的核力,這種強(qiáng)力使核子一個(gè)拉著一個(gè),使核收縮,從而產(chǎn)生核的表面張力,但核的表面張力遠(yuǎn)大于質(zhì)子間的斥力,之所以能維持平衡,是因?yàn)楹肆哂酗柡托缘木壒?。另外,因核的轉(zhuǎn)動(dòng)使核子產(chǎn)生離心力。原子核內(nèi)的斥張力及離心力同核的表面張力的相互抗衡,維持著原子核空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定存在。在核子環(huán)上,每個(gè)核子只與它兩側(cè)的核子有核力作用,形成兩個(gè)核鍵達(dá)飽和,而與其它的核子一般不再有核力作用。這就是核力在原子核內(nèi)的飽和性,正由于這種飽和性,使原子核這個(gè)多體體系的性質(zhì)從復(fù)雜歸于簡(jiǎn)單、單一,核子環(huán)成為環(huán)上任一核子運(yùn)動(dòng)的平均場(chǎng)。三、原子核的運(yùn)動(dòng)形式原子核的核環(huán)上質(zhì)子均勻排列的空間有序性,與核外電子的規(guī)則排布相聯(lián)系。核子環(huán)的自轉(zhuǎn)是環(huán)上所有核子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)有矢量和,即單粒子運(yùn)動(dòng)必須服從或服務(wù)于統(tǒng)一的整體轉(zhuǎn)動(dòng),這是綜合模所描述的——核子在核內(nèi)單粒子運(yùn)動(dòng)與集體運(yùn)動(dòng)相耦合。原子核作為一個(gè)微觀量子體系,核子環(huán)的集體轉(zhuǎn)動(dòng)并非像流體那樣作非旋轉(zhuǎn)動(dòng),它的集體轉(zhuǎn)動(dòng)是指原子核勢(shì)場(chǎng)空間取向的變化。〔2〕由于核子環(huán)整體向一定方向自轉(zhuǎn),質(zhì)子也都相應(yīng)做環(huán)系運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生環(huán)系電流,這樣就使原子核中顯示出質(zhì)子的正電移動(dòng)性——質(zhì)子流。因此,它們的統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了相同的磁場(chǎng),這樣核環(huán)就有了較固定的旋軸線——核軸線。中子也同樣產(chǎn)生中子流,中子流與質(zhì)子流,它們占據(jù)著各自的量子軌道,雖然通過(guò)核子——核子相互作用,不斷地交換著能量、動(dòng)量和角動(dòng)量,但它們大體上保持著相對(duì)的獨(dú)立性,即從總體上看,它們近似地保持著原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這正是獨(dú)立粒子模型,即殼模型所描述的。核子的高能級(jí)軌道是與軸線垂直的核的腰部,核子的低能級(jí)軌道是軸線附近的核的端部。這樣,核內(nèi)核子表現(xiàn)出兩重性——粒子空穴性,核內(nèi)核子的填充狀態(tài)是一種軌道運(yùn)動(dòng)的幾率分布,不再以費(fèi)米面作為占據(jù)或空缺的自然分界線,這是引入準(zhǔn)粒子時(shí)所描述的。而核子環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的相對(duì)薄的表面及核子環(huán)的變形使核物質(zhì)有低的可壓縮性,正是液滴模型的兩個(gè)基本假設(shè)?!?〕核子環(huán)上的核子大體上可看成是在同一個(gè)平面上,圓面的轉(zhuǎn)動(dòng)形成了旋轉(zhuǎn)球體的原子核。核環(huán)上的核子時(shí)時(shí)刻刻都在平衡形狀附近做或強(qiáng)或弱的形狀振動(dòng),這種振動(dòng)從外觀上看是原子核體積不怎么變化的表面振動(dòng)。如果因個(gè)別核子的動(dòng)能太大,迫使核環(huán)發(fā)生形變,離開原來(lái)的平衡形狀,成為橢圓環(huán),它們?cè)谵D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就成為橢球體,這樣就形成了某些原子核電荷分布的非球?qū)ΨQ,而是具有旋轉(zhuǎn)橢圓球的對(duì)稱性。正是由于核子繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)形成的對(duì)稱性,使核子在軌道上運(yùn)動(dòng)具有如下特點(diǎn):在同一能級(jí)的軌道上,可能運(yùn)動(dòng)著核子環(huán)上對(duì)應(yīng)著的一對(duì)質(zhì)子或一對(duì)中子。也就是說(shuō),在同一量子軌道上運(yùn)動(dòng)著一對(duì)核子。四、原子核的穩(wěn)定性在原子核中,質(zhì)子與中子的有機(jī)組合構(gòu)成了原子核真實(shí)的直觀結(jié)構(gòu)。在核環(huán)上有多少個(gè)核子,就應(yīng)有多少個(gè)核鍵,如12C核環(huán)上有12個(gè)核鍵,13C則有13個(gè)核鍵。這些核鍵是一個(gè)統(tǒng)一的整體,破壞一個(gè)原子核,必須給予其核子環(huán)上應(yīng)有的若干個(gè)核鍵的總能量——總結(jié)合能E總。一些穩(wěn)定的原子核的平面直觀結(jié)構(gòu)如下圖所示:HeLiLiBe同它們結(jié)構(gòu)相似的又如12C、13C、14N、15N、160、170、20Ne、23Na、32S、40Ca等等。一般情況下,原子核最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是中子與質(zhì)子均勻相間排列的核子環(huán),且N=Z。它們是“具有高度的中子-質(zhì)子對(duì)稱性的球形自軛核”,它們的核環(huán)上任一核子都達(dá)到了完全飽和鍵態(tài),中子與質(zhì)子結(jié)合得很緊密,電荷分布為球?qū)ΨQ,如奇奇核14N和偶偶核160等。在這樣的核環(huán)上加入一個(gè)或幾個(gè)中子成鍵,在核環(huán)一處或幾處出現(xiàn)了剩余相互作用,即相同核子間出現(xiàn)了不飽和核力,核圓環(huán)可能因此變形為橢圓環(huán),從而形成了近球形核。以上正是平均場(chǎng)理論所描述的。〔4〕對(duì)于中子數(shù)多于質(zhì)子數(shù)較多的中等核及重核,它們的核環(huán)上可每相隔兩個(gè)中子再排列一個(gè)質(zhì)子,形成的核也是穩(wěn)定的,即ZSNS2Z。但核環(huán)上最多一處可排列三個(gè)相連的中子,如果中間的那個(gè)中子不穩(wěn)定,具有很大的動(dòng)能。核環(huán)為阻止自身的形變,在核的表面張力作用下,會(huì)迫使其發(fā)生快衰變,使其衰變成質(zhì)子,然后與兩側(cè)的中子恰形成飽和核鍵而達(dá)到穩(wěn)定?;蛘?,此中子雖無(wú)大的形變動(dòng)能,但受到核環(huán)上強(qiáng)大的表面張力的壓迫、沖擊,達(dá)到弱作用范圍,也會(huì)發(fā)生B-衰變,這就是重核的快衰變。在飽和的核環(huán)一處去掉一個(gè)中子,會(huì)使兩個(gè)質(zhì)子直接作用,達(dá)到了弱作用范圍,其中的一個(gè)質(zhì)子會(huì)發(fā)生B+衰變,衰變成一個(gè)質(zhì)量?jī)H次于質(zhì)子的中性新粒子——次中子,然后重新形成核鍵。但次中子是不穩(wěn)定的,它能吸收光子,而轉(zhuǎn)變成中子,如發(fā)生B+衰變后的重核伴隨著正負(fù)電子對(duì)的吸收現(xiàn)象,就反映了次中子的這一特性。如果質(zhì)子不發(fā)生B+衰變,也可通過(guò)俘獲k電子使其中的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子而重新形成穩(wěn)定的核鍵??梢?,中子與質(zhì)了在原子核內(nèi)互相限制、彼此制約,并且中子在原子核內(nèi)的作用就是起到連接質(zhì)子的作用。當(dāng)中子數(shù)少于質(zhì)子數(shù)時(shí),原子核就會(huì)不穩(wěn)定,會(huì)發(fā)生B+衰變或K俘獲。雖然核自由中子會(huì)發(fā)生快衰變,但在原子核內(nèi)與質(zhì)子成鍵后的束縛中子不會(huì)發(fā)生印-衰變,這是飽和核力作用的結(jié)果。當(dāng)核環(huán)上的中子與中子直接相連時(shí),兩個(gè)中子成鍵均未飽和,出現(xiàn)剩余相互作用,可仍與外來(lái)的低能量的中子形成弱的核力,但不在弱作用范圍內(nèi),不會(huì)發(fā)生快衰變。這個(gè)中子沒(méi)有能力加到核子環(huán)上去,而是在核環(huán)外圍形成很長(zhǎng)的核鍵,因量子運(yùn)動(dòng)而形成核的中子暈或核的中子皮,如11Li、11Be、14Be的中子暈及6He、8He的中子皮,這些具有中子暈的或中子皮的原子核是一種弱束縛態(tài)的密度不均勻的體系。(5)對(duì)于重核,中子與中子直接連接處較多,剩余相互作用較大,在核內(nèi)起主導(dǎo)作用,當(dāng)核環(huán)變形為梭形時(shí),在核的兩端尖部會(huì)引起a衰變,使核環(huán)向圓環(huán)狀恢復(fù),這樣就會(huì)發(fā)射a粒子。核子環(huán)能夠變形,與轉(zhuǎn)動(dòng)頻率有關(guān)。在較低角動(dòng)量時(shí),原子核形成一個(gè)中等形變的扁橢圓形狀,隨著角動(dòng)量的增加,原子核具有長(zhǎng)橢球形變或三軸形變。當(dāng)角動(dòng)量繼續(xù)增加時(shí),核環(huán)將在剩余相互作用下發(fā)生裂變,此時(shí)剩余相互作用能克服質(zhì)子間的斥力及轉(zhuǎn)動(dòng)引起的離心力,使核子重新組合成兩個(gè)或多個(gè)子核環(huán)。以上是由原子核的轉(zhuǎn)動(dòng)液滴模型所描述的。(6)千變?nèi)f化的核反應(yīng),就是使核環(huán)上局部的核子間原來(lái)的核鍵被破壞,并重新形成更強(qiáng)的新核鍵的過(guò)程,同時(shí)通過(guò)發(fā)射粒子進(jìn)行退激發(fā),使新結(jié)合的核環(huán)向圓環(huán)狀恢復(fù),這樣就產(chǎn)生了新的穩(wěn)定的核。在低能時(shí),核反應(yīng)為熔合蒸發(fā)、轉(zhuǎn)移和電荷交換反應(yīng);高能時(shí),核反應(yīng)為散裂、多重碎裂和裂變反應(yīng)。五、結(jié)束語(yǔ)真理往往就是那樣樸素,重要的是人們要善于發(fā)現(xiàn)它。我希望能有更多的人接受本文思想精華,再付諸于實(shí)踐,我相信對(duì)核物理的發(fā)展將帶為質(zhì)的飛躍!附參考文獻(xiàn)1?6丁大釗、陳永壽、張煥喬原子核物理進(jìn)展上海:科學(xué)技術(shù)出版社1997,559原子核的直觀結(jié)構(gòu)五、核反應(yīng)過(guò)程圖示淺析我們知道核反應(yīng)是遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的,而且核反應(yīng)不能憑空任意發(fā)生,這是由轟擊粒子的能量及結(jié)構(gòu)和靶核的結(jié)構(gòu)性質(zhì)所決定的。由于核子環(huán)上的核子都在一個(gè)平面上,并且保持圓環(huán)狀,這樣靶核成為一個(gè)理想的核子環(huán)。由于它的軸線處的核子在旋轉(zhuǎn)動(dòng)能最小的低能級(jí)軌道上,易與外來(lái)粒子結(jié)合,成為發(fā)生核反應(yīng)的主要反應(yīng)道;而與軸線垂直的核環(huán)的腰部核子轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能很大,不易同外來(lái)粒子結(jié)合成鍵,如果能夠結(jié)合,轟擊粒子需要更高的能量。由此可以看出,核反應(yīng)的隨機(jī)性很大,從而使核反應(yīng)復(fù)雜多變。轟擊粒子與靶核的碰撞形式有非彈性的正碰和切碰兩種,并且碰撞是隨機(jī)的。對(duì)于能量很高的粒子,原子核往往表現(xiàn)出通透性,即粒子當(dāng)時(shí)并未碰到核子環(huán)面上的核子,只是快速地通過(guò)了核子環(huán)空虛的中心。原子核的結(jié)構(gòu)無(wú)法從實(shí)驗(yàn)中直接看到,但可以從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中反饋出來(lái)。以下核反應(yīng)均為實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果。由于核反應(yīng)在瞬間即能完成,可視為核子環(huán)的自旋暫時(shí)停止,轟擊粒子與核子環(huán)共面,這樣就可以把核反應(yīng)過(guò)程顯示在平面上了。一些低能核反應(yīng)的類型如下:a粒子所引起的核反應(yīng)⑴N+He-O+H,產(chǎn)生的新核是穩(wěn)定的。正碰過(guò)程如下圖:圖114N17O在氮-14核軸線上有兩種核子一一一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。在此反應(yīng)道上,a粒了是與其中的質(zhì)子發(fā)生了正碰。氦核的中子首先與軸線處的質(zhì)子成鍵,氦核的兩個(gè)質(zhì)子也立即與軸線處質(zhì)子兩側(cè)的中子分別同時(shí)成鍵,而原氦核的另一個(gè)中子與它本身的兩個(gè)質(zhì)子并未解脫核鍵。這樣使新核環(huán)16O的核子達(dá)到全飽和鍵態(tài)。迅速解脫核鍵的氘核與核子環(huán)對(duì)面軸線處的核子發(fā)生第二次碰撞,氘核的質(zhì)子把軸線處的中子旁邊的一個(gè)質(zhì)子撞出核外,而取代了它的位置,并首先與軸線附近的那個(gè)中子成鍵而使質(zhì)子達(dá)飽和,這樣就完成了核子環(huán)上相同核子的替換過(guò)程,我們把這一過(guò)程稱為核子替換。原氘核的中子隨后擠入核子斷環(huán),在核表面張力作用下,接合成新的核子環(huán)。從而形成了穩(wěn)定的氧-17核。飛出核外的質(zhì)子與轟擊粒相比,已損失了絕大部分的動(dòng)能。這個(gè)核反應(yīng)現(xiàn)象可以從布拉凱特的充氮云室照片中看到,分析徑跡情況可知,分叉的徑跡即為質(zhì)子的徑跡。這已由上圖中顯示出來(lái)。類似此反應(yīng)的又如B+He-C+H,若這類反應(yīng)發(fā)生的是切碰,則會(huì)直接釋放氘粒子,無(wú)二次碰撞反應(yīng),如He+C-N+H,產(chǎn)生的14N核是穩(wěn)定的。⑵B+He-N+n,在此反應(yīng)道上,a粒子進(jìn)攻的是10B核軸線上的中子,第二次碰撞發(fā)生核子替換打出一個(gè)中子。但新核13N不穩(wěn)定,因?yàn)橛袃蓚€(gè)質(zhì)子直接相連成鍵,原氘核的質(zhì)子有較大的遠(yuǎn)離核心的動(dòng)能,在核的表面張力和斥力的直接作用下,易達(dá)到弱作用范圍,會(huì)發(fā)生0+衰變或K俘獲。新核衰變方程為N-C+e+Ye或N+e—C+ye。產(chǎn)生的碳-13核是穩(wěn)定的。整個(gè)過(guò)程如下圖:圖210B13N及13N的0+衰變或K俘獲⑶Be+He-C+n,在此反應(yīng)道上,a粒子必須正碰鈹-9核軸線上的中子,產(chǎn)生穩(wěn)定的碳-12核,如圖:圖39Be12C⑷Al+He-P+n,P-Si+e+ye或P+e-Si+ye。在此反應(yīng)道上,a粒子必須正碰鋁-27核軸線附近兩個(gè)相連的中子之一。如圖4圖427Al30P及30P的0+衰變或K俘獲⑸Na+He-Mg+H,此反應(yīng)與⑷并不矛盾,在此反應(yīng)道上,a粒子正碰的是鈉-23核環(huán)上的質(zhì)子,產(chǎn)生的鎂-26核是穩(wěn)定的。如圖5圖523Na26Mg⑹Li+He-B+Y,這是個(gè)a粒子的全融合反應(yīng)。在此反應(yīng)道上,第二次碰撞時(shí),氘核的質(zhì)子有能力把對(duì)面核子環(huán)上中子與中子形成的較弱核鍵擊破并與其中的一個(gè)中子成鍵,而沒(méi)有發(fā)生核子替換打出質(zhì)子。斷環(huán)接合成新的穩(wěn)定的硼核,同時(shí)釋放成鍵鍵能Y光子。如圖6圖67Li11B中子所引起的核反應(yīng)⑴N+n-B+He,在此反應(yīng)道上,入射中子把氮核環(huán)上的中子擊入核內(nèi),同時(shí)與兩個(gè)質(zhì)子成鍵達(dá)飽和。進(jìn)入核內(nèi)的自由中子動(dòng)能減小,已沒(méi)有能力發(fā)生核子替換,而是擠壓對(duì)面的核子環(huán),使其變形,從而被兩個(gè)質(zhì)子捕獲重新成鍵達(dá)飽和,這樣就產(chǎn)生了一個(gè)系統(tǒng)能量很低的全飽和鍵態(tài)的a輕粒子飛出核外,余下的核子恰能接合成穩(wěn)定的硼-11核。如圖7圖714N11B⑵N+n—C+H,C—N+e+e。正碰過(guò)程如下圖圖814N14C及14C的快的衰變從上圖可以看出,在此反應(yīng)道上,入射中子碰撞的是氮核環(huán)上的質(zhì)子,它代替了擊入質(zhì)子的位置,而自由質(zhì)子與對(duì)面核環(huán)上的質(zhì)子有較大斥力作用,使其有能力發(fā)生核子替換,而決不能產(chǎn)生a粒子。這樣,一個(gè)質(zhì)子從新核中被蒸發(fā)出來(lái)。但是,由于轟擊中子破壞了原來(lái)較強(qiáng)的飽和核鍵,而形成的是三個(gè)中子直接相連的較弱不飽和核鍵,并仍具有入射方向上的較大動(dòng)能而不穩(wěn)定,受到核表面張力的壓迫而達(dá)到弱作用范圍,易發(fā)生0-衰變,轉(zhuǎn)變成的質(zhì)子恰能與其兩側(cè)的中子重新形成穩(wěn)固的飽和核鍵,從而產(chǎn)生了新的穩(wěn)定的氮-14核。⑶Al+n—Na+He,Na-Mg+e+e。正碰如下圖圖927Al24Na及24Na的快衰變這樣,此過(guò)程中就有三種射線釋放。若此反應(yīng)是切碰發(fā)生的,則直接蒸發(fā)出兩個(gè)中子,即Al+n—Al+2n。又如Be+ntBe+2n,Be-He+He,雖然8Be為全飽和鍵態(tài)的核環(huán),但由于它的核環(huán)太小,核子在振動(dòng)時(shí)就有可能碰到一起重新組合成鍵,恰能形成兩個(gè)飽和的a輕粒子,這種裂變?yōu)?Be核所特有。質(zhì)子所引起的核反應(yīng)⑴F+H-O+He,產(chǎn)生的新核是穩(wěn)定的,正碰過(guò)程如下圖:圖1019F16O⑵Ni+H-Co+He,產(chǎn)生的新核是穩(wěn)定的,正碰過(guò)程如下圖:圖1158Ni(P,a)55Co⑶)Si+H-P+n,在此反應(yīng)道上,是切碰發(fā)生的,蒸發(fā)出的中子是硅-30核環(huán)上三個(gè)直接相連的中子中間的那個(gè)。產(chǎn)生的磷-30核環(huán)為全飽和鍵態(tài),是穩(wěn)定的。這種切碰也可能發(fā)生掇拾反應(yīng),如Li+H—Li+H等反應(yīng)。氘核所引起的核反應(yīng)⑴Al+H—Mg+He產(chǎn)生的新核是穩(wěn)定的,正碰如下圖:圖1227A125Mg⑵C+H—B+He,產(chǎn)生的新核是穩(wěn)定的,正碰如下圖:圖1312C10B⑴與⑵也可能是切碰打出a粒子,可根據(jù)蒸發(fā)出的粒子方向來(lái)判斷它們是如何碰撞反應(yīng)的。⑶)Cl+H—Ar+2n,此反應(yīng)是切碰的削裂反應(yīng),氘核的質(zhì)子打出37C1核環(huán)上三個(gè)直接相連的中子中間的那個(gè),并與兩側(cè)的中子成鍵達(dá)飽和。氘核的中子解脫核鍵后沿原方向繼續(xù)前進(jìn)。產(chǎn)生的新核是穩(wěn)定的。這樣就有兩個(gè)中子被蒸發(fā)出來(lái)。⑷Mg+H—Al+n,此反應(yīng)是切碰的削裂反應(yīng),氘核的質(zhì)子被核環(huán)上直接相連的兩個(gè)中子捕獲成鍵達(dá)飽和,它的中子解脫核鍵后繼續(xù)沿入射方向飛出。與此類的反應(yīng)又如Be+H—Be+n,C+H—C+H。但有的削裂反應(yīng)后的新核會(huì)發(fā)生P衰變,如C+H-N+n,N-C+e+ye;P+H-P+H,P-S+e+e。光致反應(yīng)高能Y光子也能破壞核鍵而擊出各種粒子,如切碰擊出中子的反應(yīng):O+Y-o+n;Mg+Y-Mg+n產(chǎn)生的新核都是不穩(wěn)定的,會(huì)發(fā)生0+衰變。如果蒸發(fā)出a粒子,則是光子正碰核環(huán)上的中子,此中子與對(duì)面核子不發(fā)生二次碰撞反應(yīng)而產(chǎn)

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