При недогруженности ядра протонами (перегруженности нейтро-
нами) увеличивается вероятность реакций размножения нейтронов —
процессов (
n,
2
n
)
, (
n,
3
n
), (
n,
4
n
).
Влияние перегруженности ядра протонами, эффекта спарива-
ния и заполненности нейтронных оболочек на период полураспа-
да.
Стабильность дважды магических ядер (
4
He,
16
O,
40
Ca,
48
Ca,
208
Pb)
обусловлена стабилизирующим эффектом ядерных оболочек. Этот эф-
фект в большинстве случаев является определяющим, несмотря на су-
щественные отклонения (например, для
48
Ca),
N/Z
от оптимального,
определяемого соотношением (1), с точки зрения равновесия ядерных
и кулоновских сил (рис. 4). Исключение составляют радиоактивные
дважды магические ядра
56
Ni и
132
Sn. Очевидно, что нестабильность
этих дважды магических ядер может быть связана только с перегру-
женностью ядер
56
Ni протонами, а ядер
132
Sn нейтронами, т.е. суще-
ственным отклонением отношения
N/Z
от оптимального.
К концу 1960-х годов физиками-теоретиками разных стран было
показано, что стабилизирующий эффект (повышающий период полу-
распада и устойчивость атомных ядер к ядерным реакциям) ядерных
оболочек должен работать и за пределами применимости капельной
(точнее, обобщенной) модели ядра — в области
Z >
100
[7]. Маги-
ческое число 184, предсказанное теоретически, позволило предполо-
жить существование островов стабильности (в координатах
N
–
Z
)
для
сверхтяжелых ядер, расположенных вокруг дважды магических ну-
клидов 114-го (
298
114
114
184
) и 126-го (
310
126
126
184
) элементов [1, 9]. (Для
элементов, не имеющих официального названия, будем использовать
формальную запись, например
298
114
114
184
, где “114” — название элемен-
та,
Z
= 114
,
N
= 184
,
A
= 298
.)
Таким образом, между дважды магическими ядрами
208
Pb и
298
114
114
184
других дважды магических ядер быть не должно.
Среди тяжелых нестабильных ядер много магических с полностью
заполненной нейтронной оболочкой (
N
= 126
). К их числу относятся
некоторые легкие изотопы тяжелых ядер, такие как
215
89
Ac
126
,
216
90
Th
126
,
217
91
Pa
126
,
218
92
U
126
,
219
93
Np
126
,
220
94
Pu
126
и др. Все они сильно недогружены
нейтронами и перегружены протонами (по отношению к оптималь-
ному
N/Z
)
. Получение таких нуклидов в ядерных реакторах прак-
тически невозможно, так как требует реализации последовательности
ядерных реакций размножения нейтронов (
n,
2
n
), (
n,
3
n
), (
n,
4
n
), порог
которых велик (несколько мегаэлектронвольт), а вероятность уменьша-
ется (практически до нуля) по мере перегруженности ядра протонами.
Магические ядра тяжелых элементов из числа актинидов можно полу-
чить с помощью ускорительной техники в реакции слияния атомных
ядер, но это дорого. Более того, такие нуклиды нигде не используют-
ся, практически не востребованы и представляют лишь чисто научный
интерес. (Речь идет исключительно об актинидах.) По мере увеличе-
90
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
