Анализ проведен автором на основе: известной информации об
энергетической зависимости микросечений ядерных реакций под дей-
ствием нейтронов и характеристик радиоактивного распада, содержа-
щейся в файлах оцененных ядерных данных ENDF/B-VI [2]; экспери-
ментальных данных по среднему времени жизни и периоду полурас-
пада некоторых сверхтяжелых элементов, полученных сотрудниками
ОИЯИ и опубликованных в работах [1, 9]; расчетов критической массы
и критического радиуса шара (изготовленного из разных изотопов ура-
на и плутония), проведенных автором с помощью программы MCNP
[8] с константами ENDF/B-VI [2].
Главный вывод состоит в том, что основной стабилизирующий эф-
фект атомных ядер связан не столько с заполненностью ядерных обо-
лочек (магическим числом протонов и/или нейтронов), как это приня-
то считать, сколько с оптимальным отношением
N/Z
с точки зрения
равновесия кулоновских сил взаимного отталкивания протонов в ядре
и ядерных сил притяжения нуклонов (при условии четности числа
протонов и нейтронов в ядре). Стабилизирующий эффект, связанный
с заполненностью ядерных оболочек, хорошо “работает”, если отно-
шение
N/Z
в ядре близко к оптимальному (1) с точностью до четности
числа протонов и нейтронов, т.е. вне зависимости от формы ядра. До-
статочно, чтобы ядра имели нулевой спин.
Проведенный анализ позволяет сделать и ряд других выводов.
1. Для изотопов ядер с четным
N
, недогруженных протонами, пе-
риод полураспада увеличивается с увеличением числа нейтронов (мас-
сового числа) по мере стабилизации
N/Z
. Причем дестабилизирую-
щий эффект перегруженности протонами для средних и тяжелых ядер
доминирует над стабилизирующим эффектом, связанным с заполнен-
ностью нейтронных оболочек.
2. В нейтронном поле стабилизация отношения
N/Z
для ядер акти-
нидов, перегруженных протонами, реализуется за счет интенсифика-
ции реакций деления и радиационного захвата нейтрона. При сильной
перегруженности ядра протонами (два-пять протонов) в энергетиче-
ской зависимости сечения деления ядер с четным
N
отсутствует по-
рог.
3. Квантовый эффект, связанный с доминированием волновых
свойств нейтрона при уменьшении его кинетической энергии и при-
водящий к увеличению сечений взаимодействия нейтронов с ядрами,
намного меньше, чем эффект, связанный с перегруженностью тяжелых
ядер протонами, также приводящий к увеличению сечений.
4. Отношение
N/Z
, полученное для стабильных ядер, можно экс-
траполировать в область тяжелых нестабильных нуклидов и, возмож-
но, в область сверхтяжелых нуклидов островов стабильности. (Как
показано в настоящей работе, такая экстраполяция правомерна для
96
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
