15 / 19
монотонной, а похожей на затухающие колебания. Колебания легко
объяснимы с точки зрения существования одно-, двух- и многопротон-
ного гало у протонно-избыточных ядер, находящихся за протонной
границей стабильности (см. рис. 4,
в
). Такие колебания предсказы-
вают и известные методы метрического анализа, примененные для
исследования зависимости
Т
1
/
2
(
Z, N
)
.
Итак, можно с уверенностью утверждать, что привычное предста-
вление об уменьшении периода
Т
1
/
2
и средней удельной энергии связи
ε
св
(см. рис. 4,
а
) по мере отдаления от полосы стабильных ядер (с точ-
ностью до четности или магичности чисел
N
и
Z
) в сторону перегру-
женности протонами или нейтронами, характеризует лишь фрагмент
настоящей зависимости.
Особенности протонной радиоактивности сверхтяжелых ядер.
Релятивистский эффект увеличения масс атомных электронов.
Релятивистский эффект увеличения масс атомных электронов прак-
тически не влияет на протонную радиоактивность ядер с
Z <
80
,
хотя при
Z
≥
59
заметна общая тенденция к уменьшению периода
Т
1
/
2
(см. рис. 2). Однако этот эффект ведет к интенсификации процес-
сов, конкурирующих с протонной радиоактивностью: захвата атомных
электронов протонами ядра.
Известно, что закономерности в химических свойствах элемен-
тов, характерные для периодической системы Менделеева, наруша-
ются при зарядах
Z
≥
112
[21, 22]. Это связано с релятивистским
эффектом увеличения массы электронов на орбите атома, в результате
чего (при увеличении числа
Z
) электронное облако становится более
плотным и прижимается к ядру. Переход атомов с нерелятивистски-
ми электронами на орбите к атомам с релятивистскими электронами
постепенен и становится заметным для внутренней электронной обо-
лочки атома при
Z
≈
60
. При
Z
= 112
эффект столь велик, что заметен
для электронов внешней оболочки атома [22], а кинетическая энергия
K
-электронов сравнима с энергией покоя. Можно оценить скорость
этих электронов по формуле
v
=
c
√
3
/
2
. С учетом релятивистского
увеличения массы при такой скорости
K
-электрона боровский радиус
его орбиты уменьшается в 2 раза.
Релятивистский эффект атомных электронов ведет к уменьшению
кулоновского барьера на поверхности атомного ядра, препятствую-
щего испусканию ядром протонов,
α
-частиц и других положительно
заряженных фрагментов, возрастает вероятность
β
-превращений, свя-
занных с переходом нуклонов ядра из протонного состояния в ней-
тронное.
Сильная деформация и высокая энергия возбуждения искусствен-
но полученных сверхтяжелых протонно-избыточных ядер могут при-
вести к заметному увеличению их периода полураспада, несмотря на
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 5
83