原子核幻数结构新解析.doc

原子核幻数结构新解析林文业关键词：原子核；幻数；结构。本人经过十多年的探索研究，找到了物质结构及相互作用的统一规律，并写成了两本书出版(郑州大学出版社)，书名叫现代数学与量子力学(2010年)和相互作用统一理论(2014年)，下面我把书中物理学大统一理论的内容拿出来供大家分享。 原子核幻数结构的最新解析上面我们对原子核外的电子分布已有一个清析的认识，那么原子核的结构规律又是怎样的？由前面的论述可知，物质中心核的形成是物质空间的若干个量子态由第2态经基态裂变到第（）态形成新物质空间，再填充微粒子形成的。(1) 核子结构的性质核子一般可能存在以下几种结构形式 中子,质子,表示填充的粒子为光类子，其余则表示填充的粒子为1/2类中微子。 质子或反质子，中子填充的粒子为正负电子对。 核子，填充的粒子为正反类中微子对。 核子，填充的粒子为正反粒子对。根据“间杂填充不湮灭准则”，在上述4种结构形式中还应间杂填充部分其它微粒子，粒子才稳定。从上面这些结构形式,不难看出核子结构的性质: 核子若除了电性,其最外层量子态必然至少填充两个性质互为相反的正反微粒子。如果定义填充量子态最外侧为正微粒子的核子为左核子,那么定义填充量子态最外侧为反微粒子的核子则为右核子。可见核子可分为左核子和右核子两种。根据泡利不相容原理, 原子核的核子填充有这样的组对: 质子中子对和左中子右中子对(即简称中子中子对)。(2) 核子组成原子核的规则: 原子核的形成是原子核空间的个量子态由第2态经基态裂变成新物质空间的个轨道基态，和个核心自旋态，以及由填充壳层产生的至个壳层自旋态(其中为填充层数，第一个填充层只有1个壳层自旋态)。1个轨道基态只填充1个质子，而1个核心自旋态则只填充1个中子，轨道基态中的质子和核心自旋态中的中子即构成1个稳定的质子中子对。1个壳层自旋态则最多只填充1个中子或1个中子中子对。 假设原子核初态量子基态数为，那么形成新物质空间的最大量子基态数为，可以填充核子的最大数量为。 当时，原子核基态也有类似的壳层结构，这也就是现代物理所说的“幻数”。 在质子数和中子数为某个特定数值“幻数”或两者均为这一数值时，原子核的稳定性就比平均值大。“幻数”用来表示。原子核基态填充质子的最大数量有以下壳层结构规律： 第一壳层形成：当时，第二壳层形成：当时， 第（1+2）壳层形成：当时， 时，第三壳层形成：当时，在这个壳层里最大的量子态数是27，填满核子数是54，有2个量子态没填充时，核子数是50。第（1+2+3）壳层形成：当时，第四壳层形成：当时，第（1+2+3+4）壳层形成：当时，第五壳层形成：当时，第六壳层形成：当时，第（1+2+3+4+5）壳层形成：当时，原子核的“幻数”除了迄今已知的幻数有2、8、20、28、50、82、126外，应该还有10、16、18、30、36、42、54、66、86、112，甚至还有比126更大的“幻数”，例如146、154、162、180、208、246、426、454等。原子核填充壳层幻数表，如表8.1所示。表8.1 原子核填充壳层幻数表壳层序号量子结构式幻数对应编号对应元素一2氦二8氧10氖（1+2）16硫18氩20钙28镍30锌36氪42钼三50锡54氙（1+2+3）+66镝82铅86氡+112Uub四126（1+2+3+4）126+20146126+28154126+36162126+50176126+54180126+82208五246六454在上表中不难看出惰性气体元素都是“幻数”核，它代表元素一个周期的结束，可见原子核的结构也具有一定的周期性。在上表中有些壳层是没有完全填充饱满成为饱满“幻数”核的，例如第四壳层的126“幻数”核。这是由于核子存在较大自旋能量引起的，当填充核子数量比较大时，根据填充饱满度规律，它们作为物质空间的填充粒子，是不可以把物质空间完全填充饱满的。上述这种原子核基态的“幻数”结构,基本又可以分成1至9个填充层，这些填充层满壳基态量子式及对应的“幻数”核如表8.2所示：表8.2 原子核基态填充层满壳量子式与幻数表填充层序号量子结构式幻数对应编号对应元素12氦216硫330锌442钼550锡6+66镝782铅8+112Uub9126而这些填充层又衍生出原子核的多个壳层自旋态，这些壳层自旋态有这样的规律：除第一个填充层只有1个壳层自旋态外，其余填充层壳层自旋态平均值为，最大最小值为，其中为填充层数。一般情况下，每个壳层自旋态最多只填充1个中子或1个中子中子对，当填充中子中子对时，原子核就形成相应的同位素。我们把原子核形成的填充壳层规律具体分析如下：第1壳层, 有1至2个轨道基态和核心自旋态，1个壳层自旋态。轨道基态填充一个质子形成氢核，核心自旋态填充一个中子形成氘核，壳层自旋态再填充一个中子，形成氚核。轨道基态填充2个质子，核心自旋态填充2个中子，或轨道基态和核心自旋态共同填充2个质子中子对，形成氦核。“幻数”核有氦核。第2壳层, 有3至16个轨道基态和核心自旋态，1个至2个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充3个至16个质子中子对, 壳层自旋态填充1个至2个中子或中子中子对,就分别形成锂核、铍核、硼核、碳核、氮核、氧核、氟核、氖核、钠核、镁核、铝核、硅核、磷核和硫核。其中亚壳层有氧核和氖核。 “幻数”核有氧核、氖核和硫核。第3壳层, 有17至30个轨道基态和核心自旋态， 2个至6个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充17个至30个质子中子对, 壳层自旋态填充2个至6个中子或中子中子对,就分别形成氯核、氩核、钾核、钙核、钪核、钛核、钒核、铬核、锰核、铁核、钴核、镍核、铜核和锌核。其中亚壳层有氩核、钙核和镍核。“幻数”核有氩核、钙核、镍核和锌核。第4壳层, 有31至42个轨道基态和核心自旋态， 6个至12个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充31个至42个质子中子对, 壳层自旋态填充6个至12个中子或中子中子对,就分别形成镓核、锗核、砷核、硒核、溴核、氪核、铷核、锶核、钇核、锆核、铌核和钼核。其中亚壳层有氪核。“幻数”核有氪核和钼核。第5壳层, 有43至50个轨道基态和核心自旋态， 12个至20个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充43个至50个质子中子对, 壳层自旋态填充12个至20个中子或中子中子对,就分别形成锝核、钌核、铑核、钯核、银核、镉核、铟核和锡核。“幻数”核有锡核。第6壳层, 有51至66个轨道基态和核心自旋态， 20个至30个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充51个至66个质子中子对, 壳层自旋态填充20个至30个中子或中子中子对,就分别形成锑核、碲核、碘核、氙核、铯核、钡核、镧核、铈核、镨核、钕核、钷核、钐核、铕核、钆核、铽核和镝核。其中亚壳层有氙核。“幻数”核有氙核和镝核。第7壳层, 有67至82个轨道基态和核心自旋态， 30个至42个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充67个至82个质子中子对, 壳层自旋态填充30个至42个中子或中子中子对,就分别形成钬核、铒核、铥核、镱核、镥核、铪核、钽核、钨核、铼核、锇核、铱核、铂核、金核、汞核、铊核和铅核。“幻数”核有铅核。第8壳层, 有83至111个轨道基态和核心自旋态， 42个至56个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充83个至112个质子中子对, 壳层自旋态填充42个至56个中子或中子中子对,就分别形成铋核、钋核、砹核、氡核、钫核、镭核、锕核、钍核、镤核、铀核、镎核、钚核、镅核、锔核、锫核、锎核、锿核、镄核、钔核、锘核、铹核、罏核、Db核、Sg核、Bh核、Hs核、Mt核、鐽核和錀核。其中亚壳层有氡核。“幻数”核有氡核。第9壳层, 有112至126个轨道基态和核心自旋态， 56个至72个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充112个至126个质子中子对, 壳层自旋态填充56个至72个中子或中子中子对,就分别形成Uub核、Uut核、Uuq核、Uup核、Uuh核以及部分未知元素等。“幻数”核有Uub核和126核。上述元素核填充质子中子对和中子中子对(或中子)的规律如下表8.3所示表8.3 元素核填充质子中子对和中子-中子对(或中子)一览表序号元素名称核子数(个)质子中子对(对)壳层自旋态中子数(个) 第1壳层11氢11/2氘(同位素)21氚(同位素)3112氦42第2壳层3锂7314铍9415硼11516碳126碳13(同位素)1361碳14(同位素)14627氮1478氧1689氟199110氖201011钠2311112镁2512113铝2713114硅281415磷3115116硫3216第3壳层17氯3617218氩4018419钾3919120钙402021钪4521322钛4822423钒5123524铬5224425锰5525526铁5626427钴5927528镍5928329铜6429630锌66306第4壳层31镓7031832锗7332933砷7533934硒79341135溴80351036氪84361237铷86371238锶88381239钇89391140锆91401141铌93411142钼964212第5壳层43锝99431344钌101441345铑103451346钯106461447银108471448镉113481749铟115491750锡1195019第6壳层51锑122512052碲128522453碘127532154氙131542355铯133552356钡137562557镧139572558铈140582459镨141592360钕144602461钷147612562钐150622663铕152632664钆157642965铽159652966镝1626630第7壳层67钬165673168铒167683169铥169693170镱173703371镥175713372铪178723473钽181733574钨184743675铼186753676锇190763877铱192773878铂195783979金197793980汞200804081铊204814282铅2068242第8壳层83铋209834384钋209844185砹210854086氡222865087钫223874988镭226885089锕227894990钍232905291镤231914992铀2389254铀235(同位素)235925193镎237935194钚244945695镅243955396锔247965597锫247975398锎251985599锿2549956100