Мир вокруг нас

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x10¹⁰ лет), а также изотопы с временем полураспада более года, олова

Рис. 181

Строение последних стабильных ядер элементов, расположенных между церием и оловом — показано на рис. 182. (Эти элементы — предшествуют f-элементам, и являются элементами второй половины 5-го ряда таблицы Менделеева, и начала 6-го ряда (барий), см. табл. 43).

Рис. 182

Идём далее:

О строении самых тяжёлых ядер

Рассмотрим строение ядер элементов конца 6-го — начала 7-го рядов таблицы Менделеева, т. е. последних рядов этой таблицы, см. табл. 50.

Таблица 50

Таблица Менделеева (примечание: в отдельные строки внизу — вынесены лантаноиды (f-элементы) и (ниже) актиноиды (тоже f-элементы))

Начнём с такого примечательного элемента как свинец: Свинец — известен тем, что это последний тяжёлый элемент, у которого ещё имеются стабильные изотопы. Следующие за ним, элементы — полоний, радон, и все остальные (кроме тория (Th)), до самого конца таблицы Менделеева — не имеют стабильных / практически стабильных изотопов, т. е. являются в высокой степени радиоактивными.

Вероятное строение изотопов свинца-200 и -202, имеющих максимальную энергию связи среди изотопов свинца (см. табл. 51) — представлено на рис. 183. Как видно, на периферии самого энерговыгодного ядра, свинца-202, имеются кластеры трития, дающие эффективное связывание нейтронов, уравновешиваемых ими. Всего, в ядре свинца-202, эффективно связано — на 38 нейтронов больше, чем имеется протонов в ядре. Наглядная геометрия ядра соответствует именно такой способности ядра к связыванию нейтронов, т. е. все нейтроны тут связаны непосредственно, или в выгодных кластерах трития и в составе нейтронных мостов.

Таблица 51 ^[18]

Изотопы свинца, с наибольшей энергией связи, и смежные к ним

Примечание:в скобках — значения без округления

Рис. 183

Далее, обратим внимание, что свинец-202, несмотря на максимальную энергию связи — не является стабильным ядром, а оказывается протонизбыточным, см. табл. 52. Дело в том, что для стабилизации ядра — необходимо ещё больше нейтронов, но из структуры свинца-202 на рис. 183, видно, что дополнительные (т. е. добавляемые далее), нейтроны — уже не могут быть связаны непосредственно или в выгодных кластерах и мостах. Поэтому наиболее энерговыгодное ядро — оказывается вытеснено в область протоноизбыточных ядер.

Таблица 52 ^[8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x10¹⁰ лет), а также изотопы с временем полураспада более года, свинца

Далее, идём от свинца-202, к наиболее энерговыгодному изотопу следующего элемента, полония — полонию-206 ^[18], см. рис. 184. Как видно, в этом ядре, на периферии, с одной стороны ядра — оказывается альфа-частица, что означает рост протонизбыточности. Роста же числа выгодно связываемых нейтронов — не наблюдается (вернее, связывается, дополнительно, столько же нейтронов, сколько и протонов, т. е. два, а значит, избыток нейтронов над протонами — не растёт, оставаясь на уровне 38 нейтронов). Нагромождение альфа-частиц в ближней части ядра — поддерживается одним нейтронным мостом, возможности которого стабилизировать эту часть ядра — весьма ограничены. Неудивительно, что у полония — нет стабильных изотопов, а наиболее долгоживущие имеют период полураспада считанные годы, см. табл. 53 и рис. 185.

Рис. 184

Таблица 53 ^[8]

Наиболее долгоживущие изотопы полония

Примечание: жирным выделены изотопы с временем полураспада > 1,38x10¹⁰ лет

Рис. 185

Для следующего элемента, радона — то же самое, что и у полония-206, наблюдается уже с обеих сторон ядра: это видно на примере наиболее энерговыгодного изотопа, радона-210 ^[18], показанного на рис. 186.

Рис. 186

А наиболее стабильный изотоп радона, радон-222 — живёт уже всего около четырёх дней [8], и в отличие от изотопов полония, далеко отстоит в ряду изотопов, от наиболее энерговыгодного, радона-210 (в то время как для полония, наиболее долгоживущие изотопы (208, 209), соседствовали с наиболее энерговыгодным (206)). Вероятной простой причиной этому — является начало формирования у радона нового нейтронного моста на периферии ядра. Рассмотрим это подробнее: