核素分类开始部分的6种7核素小片分布

王昱应,王星

(1.山西潞安矿业集团公司，山西 长治 046204；2.重庆大学 生物工程学院,重庆 400044)

核素分类是核素系统基本性质规律的统一,其价值不亚于化学元素的分类周期律[1].在核素分类完成的基础上,现存的数十种核结构的模型与理论才会自然趋向统一.由于核素体系由两基本变量质子数Z与中子数N确定,故其规律应当表现在二维平面上.如设原子核由核子相互作用最简的氘氚两种结团组成,在氘氚结团图中[2],稳定核素分布表现出7的规律性,如低A区有偶Z20～8偶偶核素,坐标偶S18～6连续核素的1,2,4列分布[3].偶Z36～24的下中上以Z30核素的7核素对称性[4].本文说明稳定核素区开始部分7核素小片的排列情况.

1 低A区开始部分的7核素小片

在开始前先简要说明核素整数变量之间具有可比性[5].在分析核子数关系变量的意义时,得到核子数关系两变量确定核素时,同一变量可表示不同的意义,不同变量可表示相同的意义,这把原来的质子中子相似性扩大到包括氘,氚,氦-5等核子结团,使得核子数关系变量Z,N,S,H,K,J等之间具有了可比性.故像下面核子数关系变量组成的不同方向的正负“±”形3列核素是属于同一类核素分布.

1.1 稳定区开始部分的核素分布

在核素分布开始的低A部分,核子数A≤36核素主要排列于坐标H0,1,2的3列,这3列核素内依次含有0,1,2个氚结团数.见图1,而中间列含1个氚结团的核素从(2,1)(3,1)～(16,1),这是排列着15个奇A核素的长核素列[5].在这区域内,沿此长核素列排列着变量Z,N,S,H,K的多种3核素共线列.

开始部分正负 “±”形的7核素小片分布:正负“±”形的第1个小片7核素分布在坐标S1,2,3三列,坐标S2,3是两列3点共线对称核素,其中线是坐标H0的(1,0)(2,0)(3,0)3核素,这3列组成向左侧方向的第1个“±”形7核素小片.第2个7核素小片是由坐标H0,1两列3核素与差K2的3核素列组成,“±”向右上方向.见图2-1,2-2 第3,4,5小片的3列3核素都以坐标H0的3核素(5,0)(6,0)(7,0)为底线,与坐标H1的(4,1)(5,1)(6,1)(7,1)(8,1)的左中右3核素组成第2列,在中间竖向的各1列3核素,依次是质子数Z6,坐标S6,差K6的3核素,分别向左上,正上方,右上3方向,组成后面3个小区.见图2-3,2-4,2-5.以符号“±”的十字中点核素表示这5个7核素小片,这5小片核素依次是：

(2,0)(3,1)(5,1)(6,1)(7,1).

图1 稳定核素开始部分的核素分布图

图2-1 向左小片 图2-2 向右上小片 图2-3 向左上小片 图2-4 向正上小片 图2-5 向右上小片

5个“±”形小片的分布方向各不相同,它们先是向左侧,再斜向右上,后3个形成同始于碳-12(6,0)等三核素,中线变量Z,S,K的值都为常数6,形成分别朝左上、中上、右上的3方向3小片.它们可形成开始向左一小片,接着第2,3形成人字形两小片,以坐标S4常数列对称；后3小片以坐标S6常数列对称.这类的小片分布在低A核素左段的差K<8,5小片共有18核素,小片内7核素都含有3列3点共线对称.

1.2 三折线的7核素小片

在稳定区开始部分的低A核素,存在质子数Z6,8～16的6列,中子数N8,10～18的6列,坐标S6,8～16的6列.3类的6列核素都是3核素共线对称列,它们相邻2列与其中点核素组成1个7核素小片.前列的第3核素,中点核素与后列的第1核素又形成1列共线3核素,这3列3核素连接就组成1个7核素小片.6列3核素与5个中点核素可组成5个7核素小片.相邻小片之间有1共用列,连接形成有11列3核共线对称折线递变.这3种情况形式为ZNZ,NZN,SZS的折线递变都是由递变的5个7核素小片连成.

这三类7核素小片内各含5列3核共线对称,除折线以ZNZ,NZN,SZS的各3列共线对称外,剩余的2列3点共线列的1列是以坐标H1常数列的3核素,另1列变量ZNZ,NZN,SZS分别是坐标S常数列,变量S+3H列,斜向右上K 常数列.

以小片的中心表示这些小片时,这3类7核素小片排列如下：

ZNZ类Z16～6：(6,1)(8,1)(10,1)(12,1)(14,1).

NZN类N18～8：(7,1)(9,1)(11,1)(13,1)(15,1).

SZS类S16～6也为：(7,1)(9,1)(11,1)(13,1)(15,1).

1.3 3折线衔接组成的小片

3类ZNZ,NZN,SZS类7核素小片都是3折线衔接组成,它们排列属于同一种形式,分别以变量Z,N,S为左右界,中间列又各为N,Z,Z组成的折线.见图3-1,3-2,3-3.

图3-1 ZNZ形7核素小片 图3-2 NZN形7核素小片 图3-3 SZS形7核素小片 图3 以折线分布的7核素小片形式(各有5小片)

1.4 变量ZSK的3线汇集式

以“±”形第3,4,5小片的中线汇集于核素(6,0)特点,也是一种小区7核素形式,这小类也是有5小片,分布在Z6至差K14区域,这小片核素排列形式见图4-1.它们的下顶点是(6,0)(8,0)(10,0)(12,0)(14,0).3线中线的中点为(6,1)(8,1)(10,1)(12,1)(14,1).这类小片也存在5列3点共线组.只不是三折线式,小片间不能连成一条折线.

图 4-1 ZSK汇合类小片 图4-2 NSN形7核素小片

在三段3核素折线形成的5小片中,还有一类是变量NSN小片,因坐标△S其跨度大,见图4-2小片间核素连成两条折线.这类小片的3折线线段常数为：N8,S8,N12;N10,S10,N14;N12,S12,N16;N14,S14,N18;N16,S16,N20.它的1,3,5与2,4小片各连成一折线.代表这系列5小片的中心核素坐标为：

(8,1)(10,1)(12,1)(14,1)(16,1).

NZN,SZS两类的5个小片中心相同,但NZN类核素分布范围坐标△S较宽,而SZS核素分布范围却较窄.如同以(11,1)为中心,小片变量值N14～12核素(14.0)～(8,2)范围为△S=6,而SZS的仅为△S=2.

(3,1)核素碳-14(4,2)起着重要作用.在开始部分核素碳-14(4,2)是长寿命有天然丰度放射核素,其半衰期是5700年[6).当把这个核素考虑在内,才能使Z6排列成(6,0)(5,1)(4,2)三核素,中子数N8为3核素(8,0)(6,1)(4,2),还使差K2列也是3核素列(2,0)(3,1)(4,2).才能形成开始部分的“±”类的第2,3两小片,变量ZNZ,,NZN,NSN类的第1个7核素小片,使得各类都是5小片7核素,使核素分布变得统一漂亮.

2 低A七核素小片中心分布

低A开始处的“±”形,变量ZNZ,NZN,SZS,ZSK,及NSN等6种7核素小片各有5个,它们的小片中心共有30个.开始的“±”形朝着4个方向,ZNZ,NZN对应互补排列成10个小片.SZS与SZS折线中间列不同而中心相同.如不计它们的重复中心,代表7核素小片的中心共有14个,排列在差K2与坐标H1两列,具体情况如下：

3 小片中心由整数联系四边形导出

稳定区坐标H常数列的最长核素列是坐标H1,这列核素从(2,1)至(16,1)有15种奇A核素,上述7核素小片中心有13核素排列在这列上,中心核素可由核素整数联系四边形的质子数Z50核素(33,17)以(K,2H-S)作新坐标联系导出[7].新坐标列与H1长核素列核素对应排列：

(33,17)(31,16)(29,15)～(13,7)(11,6)(9,5)(7,4)(5,3).

(16,1)(15,1)(14,1)～(6,1)(5,1)(4,1)(3,1)(2,1).

以2H-S=1列与坐标H1列之间坐标一一对应,由四边形区开始导出最长的核素列(16,1)至(2,1)的坐标列,这里使低A开始部分7核素小片与核整数联系四边形形成较明显的对应关系.

4 小结与讨论

在氘氚结团平面上总结出核素分布新基本规律是1,2,4,8,16,8,4,2,1,以氘氚结团组成原子核解释[8,9].氘氚结团核素图已在1997年出版宣布核素新基本规律,现在分析低A区开始部分得到7核素小片.每个小片包含3列或5列,3点共线对称.这些7核素小片中心大多排列在坐标H1长核素列上.这列核素都是含1个氚结团的核素,属于含氚结团常数列中稳定核素最多的长列.

核素分类已在2005年入选我国交叉科学本世纪100难题[10],以核子结团分析核素的理论与实验正在越来越多[11,12,13],我们应当先完成核素分类,再在此基础上完成核结构与运动理论的统一,进入人类认识物质本性的新时代.