Мир вокруг нас

Рис. 38

Следующий изотоп, гелий-6 — в целом, аналогичен, по строению, водороду-5, см. рис. 38. Согласно экспериментальным данным, ядро гелия-6 — имеет аномально высокий эффективный радиус, т. к. обладает гало из двух слабо связанных с остальным ядром (т. е. сердцевиной), нейтронов [9]. Отныне, можно наглядно видеть причину этого: внешние нейтроны, в ядре гелия-6 — связаны с протонами лишь косвенно, через другие нейтроны, а значит, связаны слабо, и поэтому могут (благодаря всё той же квантовой неопределённости), значительно отдаляться от сердцевины, или кора ядра. Кроме того, нейтроны — развёрнуты наружу (что также сильно облегчает взаимодействие с ними других ядер и частиц, т. е. увеличивает измеряемый эффективный радиус ядра).

Следующий изотоп, гелий-7 — показан на рис. 39. По структуре, это ядро (изотоп), как видно — является аналогом водорода-6. В своей структуре, гелий-7 имеет тринейтрон, выгода которого — аналогична описанной для водорода-6.

Рис. 39

Далее, рассмотрим строение ядра изотопа гелий-8 — см. рис. 40. В строении ядра гелия-8, как известно [10], и как видно на рис. — имеется гало из четырёх нейтронов. Эти четыре слабосвязанных нейтрона — прикреплены к альфа-частице (кору, нуклоны в котором — сильно связаны друг с другом). Гелий-8, в целом — также аналогичен соответствующему изотопу водорода, — водороду-7.

Рис. 40

Фактически, зная наглядную геометрию и основные правила, или закономерности связи нуклонов друг с другом, которые были рассмотрены, видимо, можно было бы легко предсказать существование гелия-8, и все его свойства (в т. ч. наличие четырёх гало-нейтронов) — и до их экспериментального открытия.

Далее: Гелий-9 можно представить в виде одной из трёх возможных конфигураций, показанных на рис. 41. Неосуществление механизма водорода-6 во второй конфигурации на этом рис. (симметричное отдаление двух тринейтронов, что невыгодно, т. к. легко осуществимо), даёт возможность сразу отбросить эту, вторую конфигурацию. Также отбросим и третью конфигурацию, т. к. добавляемый нейтрон в ней, очевидно, связан слишком косвенно (нейтрон присоединён к нейтрону гало, т. е. слабосвязанному нейтрону). Т. о. остаётся лишь первая конфигурация, как правильная.

Рис. 41

Наконец, последний изотоп гелия, гелий-10 — см. на рис. 42. Из наглядной структуры этого ядра, видно, что оно содержит максимальное число нейтронов, и дальше добавлять нейтроны уже некуда: восемь нейтронов в гелии-10 связаны только благодаря незанятости более низкого энергетического уровня, т. е. из-за отсутствия нейронов в положении (отсутствующей) альфа-частицы в центре. Т. е. в этом ядре — нет кора (как и у изотопов гелия-5, -7 и -9). Внутренние нейтроны в гелии 10 — связаны (относительно) сильно, а наружные нейтроны — развёрнуты кнутри, т. о. гало-нейтроны тут отсутствуют, несмотря на то, что число нейтронов в гелии-10 — больше, чем в гелии-8 (это — теоретическое предсказание, т. к. из-за малого времени жизни, наличие / отсутствие гало-нейтронов у гелия-10 — ещё не определено).

Рис. 42

Если бы существовали изотопы гелия-11 и -12, нейтроны в них были бы связаны ещё более косвенно (не менее, чем через нейтроны гало), что является слишком слабой связью (поэтому изотопы гелия-11 и -12, как и водород-8, пока не наблюдались).

Итак, мы рассмотрели (вместе с изотопами водорода), наглядное строение атомных ядер первых 15-ти изотопов таблицы Менделеева, объясняя их спины, наличие или отсутствие гало-нейтронов, и общее число этих изотопов (т. е. почему их именно 7 у водорода, и 8 у гелия). Теперь мы можем пойти далее, и рассмотреть:

Объяснения закономерностей радиоактивных распадов

Объясним реакции распада ядер нестабильных изотопов, рассмотренных в предыдущих главах. Т. е. рассмотрим закономерности взаимопревращений ядер атомов, в связи с наглядными изображениями внутреннего строения ядер. Также определим и причины стабильности нерадиоактивных изотопов. Начнём с ядер водорода:

Водород-1 (протон) — стабилен т. к. протон, сам по себе, является стабильной элементарной частицей. Изотоп водорода-2 (дейтерий) — также полностью стабилен, т. к. нейтрон, превращаясь в протон — «расширяется», что неосуществимо в ядре дейтерия, см. рис. 43. (Кроме того, распад нейтрона — невыгоден, т. к. превратит ядро дейтерия в несвязанную (или почти несвязанную) систему — ядро гелия-2 (дипротон)).

Рис. 43