не вечны. Таким образом, любое стабильное ядро можно характери-
зовать периодом полураспада, причем
Т
1
/
2
<
∞
. В этом смысле ядра
40
Ca и
48
Ca стабильны. В зависимости отношения
N/Z
от массового
числа для изотопов кальция есть несколько максимумов, связанных
со стабильностью дважды магических ядер
40
Ca и
40
Ca, ядер с опти-
мальным
N/Z
, ядер с четным числом нейтронов и протонов вблизи
оптимальных по
N/Z
(рис. 1,
в
).
Спин.
В зависимости спина ядра от четности числа протонов и
нейтронов также есть закономерности. Один из стабилизирующих эф-
фектов, приводящих к увеличению периода полураспада и уменьше-
нию сечений взаимодействия нейтронов с ядрами, — нулевой спин
ядра (определяется как векторная сумма спинов составляющих ядро
нуклонов). Известно, что любая заполненная оболочка (магическое
ядро) имеет нулевой спин. Интересный факт, что спин равен нулю не
только для магических и дважды магических ядер, но и, по крайней
мере, для большинства четно-четных ядер, т.е. ядер с четными
N
и
Z
[2]. (Для остальных четно-четных ядер, не составляющих это боль-
шинство, спин не известен, хотя можно предположить, что тоже равен
нулю [7].) Для ядер с четным
Z
и нечетным
N
спин полуцелый, для
ядер с нечетным
Z
спин отличен от нуля [2].
Механизм стабилизации отношения
N/Z
. Аналогия в пове-
дении атомных ядер по отношению к радиоактивному распаду
и ядерным реакциям.
Вследствие взаимного кулоновского отталки-
вания протонов, ядра, перегруженные протонами, легче распадаются
(имеют меньший период полураспада). Особенно ярко это проявляет-
ся для тяжелых ядер. Известно, что электромагнитное взаимодействие
менее интенсивно, чем ядерное (как проявление сильного). Однако,
если в ядре много протонов (что характерно для тяжелых ядер), их вза-
имное кулоновское отталкивание (электромагнитное взаимодействие)
становится заметным. Сдерживают (стабилизируют) радиоактивный
распад ядерные силы притяжения между нуклонами. Для компенса-
ции кулоновского взаимного отталкивания протонов ядру необходимы
“дополнительные” частицы, которые притягиваются друг к другу и к
протонам вследствие ядерных сил и не отталкиваются друг от дру-
га кулоновскими силами, т.е. частицы, не имеющие электрического
заряда, — нейтроны. По причине насыщаемости и вследствие мало-
го радиуса действия ядерных сил один нуклон не может удерживать
бесконечное число других нуклонов посредством ядерного взаимо-
действия. В результате избыток нейтронов также ускоряет процессы
радиоактивного распада атомного ядра (см. рис. 1).
Подобные закономерности справедливы и для ядерных реакций.
За редким исключением, ядерные реакции можно трактовать как про-
цессы распада (радиоактивного распада), инициированные либо уско-
ренные внешним воздействием, например помещением ядра в ней-
94
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
