稳定核素分布的七律

王昱应，温 耐，周丰群，王 星

（1.潞安矿业集团公司，山西 长治 046204；2.平顶山学院电气信息工程学院，河南 平顶山 467000；3.重庆大学生物工程学院，重庆 400044）

稳定核素分布的七律

王昱应1，温 耐2，周丰群2，王 星3

（1.潞安矿业集团公司，山西 长治 046204；2.平顶山学院电气信息工程学院，河南 平顶山 467000；3.重庆大学生物工程学院，重庆 400044）

核素分类；核素的七律；正方形核素图；氘氚结团

0 引 言

核素分类课题选自《核化学的成就》[1]，是物质核素体系基本性质规律的统一，在其基础上可自然地统一各种核结构模型与理论，其价值与化学元素周期律、三代夸克及轻子相似.原子核有质子数与中子数两个基本变量，其规律表现在两维平面上，实质是两类核子对立统一的结果.因核子作用几率最大的是质子中子对，还有一质子二中子，故设核由氘氚两种结团组成可显示出比幻数深刻的本质规律.

当以氘氚结团为坐标单位绘制核素图[2]，分析有天然丰度稳定核素的分布规律时，这两种结团内包含了复杂核力作用的主要部分，故以氘氚结团递变轻易得到了核素体系的新基本规律是1，2，4，8，16，8，4，2，1.本文在以氘氚结团为坐标的图中，以参量（2K，2X）对应联系核素新稳定区，说明核素分布七规律的连续性.

1 坐标S18～6连续核素的有序分布

在坐标为S=2Z-N，H=N-Z的核素图中[2]，稳定核素区的下界是坐标S轴，该数轴上分布着等质子与中子数的核素.在偶坐标S18～6的7常数列上，下界核素（18，0），（16，0）， ～ ，（6，0）都是只有氘结团的核素， 这些坐标的下界分别有 18， 16，14，…，6个氘结团.在同一坐标S常数列上的不同核素都具有相同个数的氘结团，而对于同列相邻核素，当坐标H以1个单位向上递变分布时，相邻核素的上面核素比下一核素多一氚结团.坐标 S18 的连续核素排列着（18，0），（18，1），～ ，（18，6）7 核素，坐标S16与S14两列从H0～4都有连续5核素，坐标S12，S10，S8，S6的4列坐标H0～2都有连续3核素.这7列连续分布的核素依次是1列7核素，2列5核素，4列3核素[3].这里偶坐标S18～6的7列连续核素的上界坐标H依次为：

就是1个6，2个4，4个2，形成核素个数1，2，4相同的分布.见图1左部.

图1 稳定区的两个7×7核素区及上下的7核素分布

2 稳定区中部的两个7×7菱形区域

2.1 新稳定区的偶偶核素

在坐标（S，H）处以参量（2K，2X）联系核素新的稳定区[4]，在S-H图中，以该坐标对应的（2K，2X）表示新坐标， 则新坐标是 2K=2（S-H）, 2X=2（S-2H）， 2 倍时只联系着偶偶核素.

在 S-H 图的坐标（0，0）， （2，1）， …， （20，10）一线， 对应联系着新坐标轴 S 的（0，0）， （2，0），…，（20，0）， 排列着等质子中子数的一类核素.原坐标 S 轴（0，0），（1，0），（2，0），…，（20，0）对应联系着新坐标的（0，0），（2，2），（4，4），…，（40，40）， 排列的是氘结团与氚结团数相等的一类核素.

原来位于S-H图中第一象限对角线的等氘氚结团数类核素，在新稳定区中变换至原来的横坐标轴位置，新坐标系是一个非直角坐标系，其稳定区核素分布出现较大变形.如原坐标（18，0）以（2K，2X）作新坐标， 为 2K=2S-2H=36， 2X=2K-2H=36，对应着核素（36，36）， 原坐标（18，1）对应核素（34，32）.原坐标 S18 向上一线就对应联系着参量2S-H=36向下一线.在新坐标系中基本参量的递变方向变为：坐标S常数列排列在原坐标差K的斜向左下方向，坐标差K常数列核素排列在水平向右方向，如原坐标H11对应着差K22.在垂直向下参量2S-H与斜向右下参量3S-2H两方向，把S-H图中原来以（2，4）与（4，6）坐标单位递变的两参量递变，变成相邻坐标以一个单位递变[4].在氘氚结团图中，偶偶核素的两坐标意义是2个氘与2个氚结团，即α结团与He-6结团递变，新稳定区中都是偶偶核素，所以，其4方向参量递变表示的物理意义是以α结团与He-6核子团为基本单位.

这些偶偶核素的各方向参量意义有递变，各常数列每增加一个单位坐标，斜向左下的坐标S常数就增加1个He-6结团，水平向右的差K常数增加1个α结团与1个He-6结团，竖直向下的参量2S-H增加α结团加2个He-6结团，斜向右下的参量3S-2H则增加2个α加3个He-6结团[4].可以看出新坐标系的四方向递变是以α结团与He-6结团为基础，这里可能有类似于质子与中子存在成对效应，氘与氚也存在成对的α结团与He-6结团效应.而多年来实验与理论都有证据说明α结团在核内很稳定，现在预示着氦-6结团在核内可能也很稳定.

2.2 稳定区的两个7×7菱形区域

在传统核素图中，以质子数Z与中子数N为坐标，核素区是窄长条形，核素分布长是宽的许多倍[5].这种图中以两坐标为边的最大正方形区只是一边为3偶偶核素.如存在稳定区中部的3种3等值核子数A124，A130，A136核素处，分别以这3核子数为中线，联系着一个边长为3核素的正方形区.在氘氚结团图中[2]，两坐标为边的最大正方形区是一边为6偶偶核素，区内有36种核素.这个区域位于坐标S28～38与H16～26的区域，可联系不重复的9核素正方形16个.

在稳定区中的各种图形并不会因坐标变换而增加或消失，但由于坐标变量选取的不同，会出现严重变形导致很难辩认，而坐标选取合适则无此问题.在稳定核素分布中，实际存在的最大正方形区是边长为7核素的区.在坐标S-Z图的坐标差K13与K19两平行线之间，以坐标S18为左界，坐标H11为上界，存在两个边长7坐标的菱形区域.它们中间部分重叠，形成一个等腰梯形区.当以坐标（2K，2X）联系新稳定区时，就对应着两个7×7偶偶核素区，见图1中部.

1）坐标H5与H11为边界的菱形区 坐标H5与H11的两列核素都是连续8奇A 核素排列， 以这坐标两列上的 4 核素（18，5），（24，5）与（24，11），（30，11）为 4 顶点构成四边形，这4顶点中的两核素在差K13列上，另两核素在差K19列上.在坐标H5， H11 的两边顶点坐标（18，5）～（24，5）， （24，11）～（30，11）之间是 7 坐标， 在差K13， K19 的顶点坐标（18，5）～（24，11）， （24，5）～（30，11）之间也是 7 坐标， 这样， 以坐标H5与H11，差K13与K19为4边组成了每列有7坐标的菱形区域.这菱形区的中心核素坐标是（24，8）.

2）坐标S18与S24为边界的菱形区 坐标S18从（18，0）至（18，6）连续分布有7核素，坐标S24从（24，4）至（24，13）连续分布有10核素，以这两列横坐标上的3核素（18，5），（24，5），（24，11）， 以及坐标 S18 下界（18，0）的下一坐标（18，-1）为 4 顶点， 与上节相似，也可构成一个每边7坐标的菱形.这菱形的4边是坐标S18与S24，差K13 与 K19， 中心核素坐标是（21，5）.

2.3 两菱形区对应的稳定核素区

当在坐标（S，H）处以（2K，2X）作新坐标联系新核素时，上述的两个菱形在新稳定区内，这里7×7的49个坐标一一对应着49种稳定核素，两个菱形区域各对应联系两个7×7稳定核素区.

坐标 H5 与 H11 联系的 4 顶点核素是（26，16），（38，28），（26，4），（38，16）， 4 边是坐标S26与S38，K10与K22的区域，四边形的中心核素是（32，16）.坐标S18与S24联系的 4 顶点核素是（38，40），（26，16），（38，28），（26，4）， 4 边是坐标 S26， S38 与 2SH=36， 48， 四边形区中心核素是（32，22）.

在这两个菱形区中， 有 3 顶点坐标（18，5），（24，5），（24，11）相同， 只有最外侧的第4坐标（30，11）与最下端的（18，-1）不同，这两个菱形中部重叠后的3个相同坐标再加外侧的 2 坐标， 就合并成 4 顶点为（18，5）， （24，11）， （30，11），（18，-1）的梯形.以（2K，2X）变换联系的新核素区， 对应着 4 顶点为核素（26，16）， （26，4）， （38，16）， （38，40）的梯形.这梯形4边为坐标S26与S38，差K22与参量2S-H=36.两个7×7菱形核素区的中心核素是（32，16）与（32，22）.

3 坐标差上界的7核素对称分布

4 结 语

原子核有两个基本变量，其基本规律应当显示在平面上，在质子与中子数图中，特殊稳定的幻数核素表现为一定间隔的横竖平行线[5]，成为传统核结构理论壳层模型的基础.多年前，已发现质子与中子具有相似性，核理论进展得到 “在一个较大的原子核中，氘结团是一个相当稳定的亚结构”[6].后来在核素的整数参量物理意义分析中，核子的相似性被扩大到包括氘、氚、氦-5的核子结团，使得核素的整数参量之间有了可比性，这为以整数参量分析核素创造了基本条件[7].在氘氚结团图中我们发现稳定区范围常数44，并由各类核素以2等差、等比、重等比递变的规律，综合分析得到核素体系的新分布规律是1，2，4，8，16，8，4，2，1，并以最简单的氘氚结团理论给予了初步解释[8].

本文通过分析稳定核素在平面上各局部规律之间的联系，发现在稳定区的开始部分，存在坐标S18～6的连续核素7列有序联系，中部有一个梯形区域由2个边长为7的菱形部分重叠组成，以两菱形中心连线在坐标S32联系的4偶偶核素，是4个7×7核素的中心.在坐标差的结束区域又联系着以核素（36，10）为中心的边界7核素.

核素分类氘氚律研究已入选我国21世纪交叉科学难题[9].核素分类的第一个预言钡-130不稳定已得到国际核数据网数据证实[10-11].在轻核理论与实验中，已有证据证实氦-6由t+t组成，这实际是氦-6在氘氚结团图中的坐标（0，2）.国际星合作组在质子簇射实验中，观测到大量氘氚结团；1999年欧洲科学家得到证据，已证实氘氚结团是一对超对称粒子；核内氘氚结团存在的证据正在不断发现[12-14].今后应在轻核素中系统地检验氘氚结团存在的几率，并联系核素基本性质检验核素新规律的存在.

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Key words：nuclear classification； law with 7 of nucleus； square chart of nuclides；clusters of deuteron and triton

Law with Seven Nuclei for Nuclei Distribution of Table Region

W AN GYu-ying1，WEN Nai2， ZHOU Feng-qun2， W AN GXing3
（1.Lu An Mineral Groups Company,Changzhi 046204， Shanxi China； 2.Electric and Information Engineering College,Pingdingshan University,Pingdingshan 467000， Henan,China； 3.College of Biomedical Engineering，Chongqing University,Chongqing 400044， China）

O 571.21

A

1001-4217（2010）02-0027-06

2009-12-22

王昱应（1946-），男，山西沁县人，高级工程师.研究方向：核素分类.E-mail：wang_r00@hotmail.com

科技部攀登计划预选项目（NO：98009）；潞安矿业集团科技项目（2009）