核模型假說

馬斌

【摘要】原子核究境什么模型，本人經(jīng)過長(zhǎng)期研究，發(fā)現(xiàn)原子核既不是液滴模型，也不是殼層模型，而是分區(qū)模型。核內(nèi)質(zhì)子和中子是按區(qū)來分配的，區(qū)下面可分為排和間。本人以穩(wěn)定原子核為基礎(chǔ)，畫出了1到36號(hào)元素穩(wěn)定核的圖形。我甚至可預(yù)測(cè)中子數(shù)，比如，19，21，23號(hào)元素中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)分別多1，3，5個(gè)。同時(shí)可推廣到若干不穩(wěn)定核上。

【關(guān)鍵詞】對(duì)稱原理分區(qū)模型結(jié)合能

本人在觀察原子核時(shí)，發(fā)現(xiàn)組成穩(wěn)定的原子核規(guī)律性很強(qiáng)。同時(shí)在穩(wěn)定的原子核中，為什么5個(gè)和8個(gè)核子不能組成穩(wěn)定的原子核呢？為什么穩(wěn)定的原子核中，中子數(shù)大多為偶數(shù)，特別是質(zhì)子數(shù)大于13而且為奇數(shù)時(shí)，中子數(shù)幾乎全部為偶數(shù)。

我們知道，核外電子是分層排布的。那么原子核又是怎樣排布的呢？由于原子核有數(shù)千種，而穩(wěn)定的原子核有數(shù)百種，而且又是由質(zhì)子和中子組成，因此原子核的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多。我認(rèn)為，核內(nèi)質(zhì)子和中子是按區(qū)來分配的，區(qū)下面可分為排和間。一個(gè)核可分為8個(gè)區(qū)，即內(nèi)區(qū)（U和-U區(qū)），外區(qū)（X，-X，Y，-Y，Z，-Z區(qū)）。每區(qū)有多排，每排有多間，排間有兩種方式，如下圖：我們用表示間。

分區(qū)圖 一式 二式

下面，我們來分析質(zhì)子，中子和間的特征。

首先質(zhì)子是核心，所有的分配都以質(zhì)子為中心來進(jìn)行。中子是連接子，它只起連接質(zhì)子和質(zhì)子，間與間的作用，每個(gè)中子最多有六個(gè)連接點(diǎn)。

其次，核子分配時(shí)，以間為單位來進(jìn)行，每間最多有三個(gè)連接點(diǎn)，它們同樣遵守三大定律，下面我們來分別討論。我們用 表示質(zhì)子，用表示中子。

1 泡利不相容原理

每個(gè)質(zhì)子中子在區(qū)，排，間，自旋，不能取相同的狀態(tài)。即在同一間內(nèi)，最多只有自旋方向相反的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成。它們可分為以下三種情況，按穩(wěn)定性排列如下：

穩(wěn)定間： ， ， ，

臨界穩(wěn)定間：

不穩(wěn)定間： ， ，

在穩(wěn)定間中， ， 叫飽和間， ， 叫不飽和間。以后知道， 所有穩(wěn)

定核的同位素都是由最小穩(wěn)定核的不飽和間的飽和過程而已。在臨界穩(wěn)定間中，必須要求核

完全對(duì)稱，核才穩(wěn)定。因此，臨界穩(wěn)定間組成的穩(wěn)定原子核極少。穩(wěn)定間是組成穩(wěn)定原子核

的必要條件。對(duì)于每個(gè)穩(wěn)定間而言，飽和間比不飽和間更穩(wěn)定。

2 能量最低原理

在核內(nèi)，要求間與間盡量對(duì)稱，能量才最低，核結(jié)合能才最高，核才穩(wěn)定。間與間

對(duì)稱可分為下面四種形式，它們按結(jié)合能高低排列如下：

無對(duì)稱：-----空> ---------空

單對(duì)稱：---------> -----------> ------------

雙對(duì)稱：------>----->-----

單雙對(duì)稱： ----------->----> ------>----------

特別是在雙對(duì)稱時(shí)，前兩種很接近，普遍存在。由于質(zhì)子數(shù)為偶數(shù)時(shí)，容易形成對(duì)

稱，因而同位素較多，同時(shí)自旋大多為0。當(dāng)質(zhì)子數(shù)為奇數(shù)時(shí)，不容易形成對(duì)稱，因而同位素較少，但我們?nèi)菀滋綄ず说慕M成規(guī)律。

3洪特規(guī)則

在原子核中，要求各區(qū)盡量均勻，核才穩(wěn)定。在滿足一定條件后，質(zhì)子盡量去占更多

的區(qū)，排，間。

總之，一個(gè)穩(wěn)定的原子核實(shí)際上就是這三大原理綜合作用的結(jié)果。下面我們就每個(gè)穩(wěn)定的原子核來分析（采用一式）。

3.1 建立核內(nèi)區(qū)（1—12個(gè)質(zhì)子）

當(dāng)質(zhì)子數(shù)為1—10個(gè)時(shí)，它們按平面分布，它們以間為單位，即填滿一間后，再填

另一間。當(dāng)質(zhì)子數(shù)為11，12個(gè)時(shí)，它們按立體分布，在空間呈X，Y，Z不同伸展方向。在三間以上呈幾何對(duì)稱時(shí)。連接中子合力為0，可不要，這樣能量更低。

H（1，0） ， H（1，1）

He（2，1） ， He（2，2）

Li（3，3） ， Li（3，4）

Be（4，5）

我們可以看出，5個(gè)核子是不能組成穩(wěn)定的原子核的。由于有很強(qiáng)的吸收連接

中子功能，它不在穩(wěn)定輕核中（質(zhì)子數(shù)小于18）出現(xiàn)，因此8個(gè)核子也不能組成穩(wěn)定的原子核的。下面列出其它核模型，括號(hào)內(nèi)分別為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)。

5B（5，5） 5B（5，6） 6C（6，6） 6C（6，7） 6C（6，8）

7N（7，7） 7N（7，8） 8O（8，8） 8O（8，9） 8O（8，10）

9F（9，10） 10Ne（10，10） 10Ne（10，11） 10Ne（10，12） `

11，Na（11，12） 12Mg（12，12） 12Mg（12，13） 12Mg（12，14）

Mg（12，12）是一切質(zhì)子數(shù)大于12的基礎(chǔ)，我們稱為Mg核，有 表示，其占滿內(nèi)區(qū)，在空間呈6個(gè)伸展方向，Mg（12，14）實(shí)際上是Al（13，14）的過渡型。

3.2 占滿外區(qū)（13—36個(gè)質(zhì)子）

在內(nèi)區(qū)填滿后，質(zhì)子盡量去占6個(gè)外區(qū)，外區(qū)占滿后，質(zhì)子再以間為單位，占第二排。

大量運(yùn)用對(duì)稱原理。

13Al（13，14） 14，Si（14，14） 14，Si（14，15） 14，Si（14，16）

15P（15，16） 16S（16，16） 16S（16，17） 16S（16，18） 16S（16，20）

由14和16號(hào)元素我們可以看出，穩(wěn)定原子核實(shí)際上就是某元素最小穩(wěn)定核的不飽和間的飽和過程而已。以后的元素我們只列出最小穩(wěn)定核的模型。

17Cl（17，18） 18Ar（18，18） 19K（19，20） 20Ca（20，20）

21Sc（21，24） 22Ti（22，24） 23V（23，28） 24Cr（24，26）

以后，為了畫圖清晰，我們只畫分區(qū)線，不畫中子連接線。

25Mn（25，30） 26Fe（26，28） 27Co（27，32） 28Ni（28，30）

29Cu（29，34） 30Zn（30，34） 31Ga（31，38） 32Ge（32，38）

33As（33，42） 34Se（34，40） 35Br（35，44） 36Kr（36，42）

總之，以上是我對(duì)上述36種元素的核模型圖。我已經(jīng)列出了1--92號(hào)元素的所有核模型圖，鑒于篇幅有限，不能一一列出，希望有興趣的同事與我繼續(xù)探討。

4 結(jié)語(yǔ)

本人在觀察原子核時(shí)，發(fā)現(xiàn)分區(qū)模型可以解釋幾乎所有的穩(wěn)定原子核。同時(shí)認(rèn)為，所謂同位素實(shí)際上就是核子排列時(shí)不違反泡利不相容原理的核子組合。穩(wěn)定原子核實(shí)際上就是某元素最小穩(wěn)定核的不飽和間的飽和過程而已。我相信，通過計(jì)算電子能和核結(jié)合能，運(yùn)用大數(shù)據(jù)，我們可以計(jì)算出每一個(gè)原子及其核的性質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張靜秋著.《Sm同位素結(jié)構(gòu)及三體項(xiàng)研究》.

[2]（美）M.雅默（Max Jammer）著.《量子力學(xué)的哲學(xué)》.