穩(wěn)定核素分布的七律

王昱應，溫 耐，周豐群，王 星

（1.潞安礦業(yè)集團公司，山西 長治 046204；2.平頂山學院電氣信息工程學院，河南 平頂山 467000；3.重慶大學生物工程學院，重慶 400044）

穩(wěn)定核素分布的七律

王昱應1，溫 耐2，周豐群2，王 星3

（1.潞安礦業(yè)集團公司，山西 長治 046204；2.平頂山學院電氣信息工程學院，河南 平頂山 467000；3.重慶大學生物工程學院，重慶 400044）

核素分類；核素的七律；正方形核素圖；氘氚結團

0 引 言

核素分類課題選自《核化學的成就》[1]，是物質核素體系基本性質規(guī)律的統(tǒng)一，在其基礎上可自然地統(tǒng)一各種核結構模型與理論，其價值與化學元素周期律、三代夸克及輕子相似.原子核有質子數(shù)與中子數(shù)兩個基本變量，其規(guī)律表現(xiàn)在兩維平面上，實質是兩類核子對立統(tǒng)一的結果.因核子作用幾率最大的是質子中子對，還有一質子二中子，故設核由氘氚兩種結團組成可顯示出比幻數(shù)深刻的本質規(guī)律.

當以氘氚結團為坐標單位繪制核素圖[2]，分析有天然豐度穩(wěn)定核素的分布規(guī)律時，這兩種結團內包含了復雜核力作用的主要部分，故以氘氚結團遞變輕易得到了核素體系的新基本規(guī)律是1，2，4，8，16，8，4，2，1.本文在以氘氚結團為坐標的圖中，以參量（2K，2X）對應聯(lián)系核素新穩(wěn)定區(qū)，說明核素分布七規(guī)律的連續(xù)性.

1 坐標S18～6連續(xù)核素的有序分布

在坐標為S=2Z-N，H=N-Z的核素圖中[2]，穩(wěn)定核素區(qū)的下界是坐標S軸，該數(shù)軸上分布著等質子與中子數(shù)的核素.在偶坐標S18～6的7常數(shù)列上，下界核素（18，0），（16，0）， ～ ，（6，0）都是只有氘結團的核素， 這些坐標的下界分別有 18， 16，14，…，6個氘結團.在同一坐標S常數(shù)列上的不同核素都具有相同個數(shù)的氘結團，而對于同列相鄰核素，當坐標H以1個單位向上遞變分布時，相鄰核素的上面核素比下一核素多一氚結團.坐標 S18 的連續(xù)核素排列著（18，0），（18，1），～ ，（18，6）7 核素，坐標S16與S14兩列從H0～4都有連續(xù)5核素，坐標S12，S10，S8，S6的4列坐標H0～2都有連續(xù)3核素.這7列連續(xù)分布的核素依次是1列7核素，2列5核素，4列3核素[3].這里偶坐標S18～6的7列連續(xù)核素的上界坐標H依次為：

就是1個6，2個4，4個2，形成核素個數(shù)1，2，4相同的分布.見圖1左部.

圖1 穩(wěn)定區(qū)的兩個7×7核素區(qū)及上下的7核素分布

2 穩(wěn)定區(qū)中部的兩個7×7菱形區(qū)域

2.1 新穩(wěn)定區(qū)的偶偶核素

在坐標（S，H）處以參量（2K，2X）聯(lián)系核素新的穩(wěn)定區(qū)[4]，在S-H圖中，以該坐標對應的（2K，2X）表示新坐標， 則新坐標是 2K=2（S-H）, 2X=2（S-2H）， 2 倍時只聯(lián)系著偶偶核素.

在 S-H 圖的坐標（0，0）， （2，1）， …， （20，10）一線， 對應聯(lián)系著新坐標軸 S 的（0，0）， （2，0），…，（20，0）， 排列著等質子中子數(shù)的一類核素.原坐標 S 軸（0，0），（1，0），（2，0），…，（20，0）對應聯(lián)系著新坐標的（0，0），（2，2），（4，4），…，（40，40）， 排列的是氘結團與氚結團數(shù)相等的一類核素.

原來位于S-H圖中第一象限對角線的等氘氚結團數(shù)類核素，在新穩(wěn)定區(qū)中變換至原來的橫坐標軸位置，新坐標系是一個非直角坐標系，其穩(wěn)定區(qū)核素分布出現(xiàn)較大變形.如原坐標（18，0）以（2K，2X）作新坐標， 為 2K=2S-2H=36， 2X=2K-2H=36，對應著核素（36，36）， 原坐標（18，1）對應核素（34，32）.原坐標 S18 向上一線就對應聯(lián)系著參量2S-H=36向下一線.在新坐標系中基本參量的遞變方向變?yōu)椋鹤鴺薙常數(shù)列排列在原坐標差K的斜向左下方向，坐標差K常數(shù)列核素排列在水平向右方向，如原坐標H11對應著差K22.在垂直向下參量2S-H與斜向右下參量3S-2H兩方向，把S-H圖中原來以（2，4）與（4，6）坐標單位遞變的兩參量遞變，變成相鄰坐標以一個單位遞變[4].在氘氚結團圖中，偶偶核素的兩坐標意義是2個氘與2個氚結團，即α結團與He-6結團遞變，新穩(wěn)定區(qū)中都是偶偶核素，所以，其4方向參量遞變表示的物理意義是以α結團與He-6核子團為基本單位.

這些偶偶核素的各方向參量意義有遞變，各常數(shù)列每增加一個單位坐標，斜向左下的坐標S常數(shù)就增加1個He-6結團，水平向右的差K常數(shù)增加1個α結團與1個He-6結團，豎直向下的參量2S-H增加α結團加2個He-6結團，斜向右下的參量3S-2H則增加2個α加3個He-6結團[4].可以看出新坐標系的四方向遞變是以α結團與He-6結團為基礎，這里可能有類似于質子與中子存在成對效應，氘與氚也存在成對的α結團與He-6結團效應.而多年來實驗與理論都有證據(jù)說明α結團在核內很穩(wěn)定，現(xiàn)在預示著氦-6結團在核內可能也很穩(wěn)定.

2.2 穩(wěn)定區(qū)的兩個7×7菱形區(qū)域

在傳統(tǒng)核素圖中，以質子數(shù)Z與中子數(shù)N為坐標，核素區(qū)是窄長條形，核素分布長是寬的許多倍[5].這種圖中以兩坐標為邊的最大正方形區(qū)只是一邊為3偶偶核素.如存在穩(wěn)定區(qū)中部的3種3等值核子數(shù)A124，A130，A136核素處，分別以這3核子數(shù)為中線，聯(lián)系著一個邊長為3核素的正方形區(qū).在氘氚結團圖中[2]，兩坐標為邊的最大正方形區(qū)是一邊為6偶偶核素，區(qū)內有36種核素.這個區(qū)域位于坐標S28～38與H16～26的區(qū)域，可聯(lián)系不重復的9核素正方形16個.

在穩(wěn)定區(qū)中的各種圖形并不會因坐標變換而增加或消失，但由于坐標變量選取的不同，會出現(xiàn)嚴重變形導致很難辯認，而坐標選取合適則無此問題.在穩(wěn)定核素分布中，實際存在的最大正方形區(qū)是邊長為7核素的區(qū).在坐標S-Z圖的坐標差K13與K19兩平行線之間，以坐標S18為左界，坐標H11為上界，存在兩個邊長7坐標的菱形區(qū)域.它們中間部分重疊，形成一個等腰梯形區(qū).當以坐標（2K，2X）聯(lián)系新穩(wěn)定區(qū)時，就對應著兩個7×7偶偶核素區(qū)，見圖1中部.

1）坐標H5與H11為邊界的菱形區(qū) 坐標H5與H11的兩列核素都是連續(xù)8奇A 核素排列， 以這坐標兩列上的 4 核素（18，5），（24，5）與（24，11），（30，11）為 4 頂點構成四邊形，這4頂點中的兩核素在差K13列上，另兩核素在差K19列上.在坐標H5， H11 的兩邊頂點坐標（18，5）～（24，5）， （24，11）～（30，11）之間是 7 坐標， 在差K13， K19 的頂點坐標（18，5）～（24，11）， （24，5）～（30，11）之間也是 7 坐標， 這樣， 以坐標H5與H11，差K13與K19為4邊組成了每列有7坐標的菱形區(qū)域.這菱形區(qū)的中心核素坐標是（24，8）.

2）坐標S18與S24為邊界的菱形區(qū) 坐標S18從（18，0）至（18，6）連續(xù)分布有7核素，坐標S24從（24，4）至（24，13）連續(xù)分布有10核素，以這兩列橫坐標上的3核素（18，5），（24，5），（24，11）， 以及坐標 S18 下界（18，0）的下一坐標（18，-1）為 4 頂點， 與上節(jié)相似，也可構成一個每邊7坐標的菱形.這菱形的4邊是坐標S18與S24，差K13 與 K19， 中心核素坐標是（21，5）.

2.3 兩菱形區(qū)對應的穩(wěn)定核素區(qū)

當在坐標（S，H）處以（2K，2X）作新坐標聯(lián)系新核素時，上述的兩個菱形在新穩(wěn)定區(qū)內，這里7×7的49個坐標一一對應著49種穩(wěn)定核素，兩個菱形區(qū)域各對應聯(lián)系兩個7×7穩(wěn)定核素區(qū).

坐標 H5 與 H11 聯(lián)系的 4 頂點核素是（26，16），（38，28），（26，4），（38，16）， 4 邊是坐標S26與S38，K10與K22的區(qū)域，四邊形的中心核素是（32，16）.坐標S18與S24聯(lián)系的 4 頂點核素是（38，40），（26，16），（38，28），（26，4）， 4 邊是坐標 S26， S38 與 2SH=36， 48， 四邊形區(qū)中心核素是（32，22）.

在這兩個菱形區(qū)中， 有 3 頂點坐標（18，5），（24，5），（24，11）相同， 只有最外側的第4坐標（30，11）與最下端的（18，-1）不同，這兩個菱形中部重疊后的3個相同坐標再加外側的 2 坐標， 就合并成 4 頂點為（18，5）， （24，11）， （30，11），（18，-1）的梯形.以（2K，2X）變換聯(lián)系的新核素區(qū)， 對應著 4 頂點為核素（26，16）， （26，4）， （38，16）， （38，40）的梯形.這梯形4邊為坐標S26與S38，差K22與參量2S-H=36.兩個7×7菱形核素區(qū)的中心核素是（32，16）與（32，22）.

3 坐標差上界的7核素對稱分布

4 結 語

原子核有兩個基本變量，其基本規(guī)律應當顯示在平面上，在質子與中子數(shù)圖中，特殊穩(wěn)定的幻數(shù)核素表現(xiàn)為一定間隔的橫豎平行線[5]，成為傳統(tǒng)核結構理論殼層模型的基礎.多年前，已發(fā)現(xiàn)質子與中子具有相似性，核理論進展得到 “在一個較大的原子核中，氘結團是一個相當穩(wěn)定的亞結構”[6].后來在核素的整數(shù)參量物理意義分析中，核子的相似性被擴大到包括氘、氚、氦-5的核子結團，使得核素的整數(shù)參量之間有了可比性，這為以整數(shù)參量分析核素創(chuàng)造了基本條件[7].在氘氚結團圖中我們發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)范圍常數(shù)44，并由各類核素以2等差、等比、重等比遞變的規(guī)律，綜合分析得到核素體系的新分布規(guī)律是1，2，4，8，16，8，4，2，1，并以最簡單的氘氚結團理論給予了初步解釋[8].

本文通過分析穩(wěn)定核素在平面上各局部規(guī)律之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定區(qū)的開始部分，存在坐標S18～6的連續(xù)核素7列有序聯(lián)系，中部有一個梯形區(qū)域由2個邊長為7的菱形部分重疊組成，以兩菱形中心連線在坐標S32聯(lián)系的4偶偶核素，是4個7×7核素的中心.在坐標差的結束區(qū)域又聯(lián)系著以核素（36，10）為中心的邊界7核素.

核素分類氘氚律研究已入選我國21世紀交叉科學難題[9].核素分類的第一個預言鋇-130不穩(wěn)定已得到國際核數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)證實[10-11].在輕核理論與實驗中，已有證據(jù)證實氦-6由t+t組成，這實際是氦-6在氘氚結團圖中的坐標（0，2）.國際星合作組在質子簇射實驗中，觀測到大量氘氚結團；1999年歐洲科學家得到證據(jù)，已證實氘氚結團是一對超對稱粒子；核內氘氚結團存在的證據(jù)正在不斷發(fā)現(xiàn)[12-14].今后應在輕核素中系統(tǒng)地檢驗氘氚結團存在的幾率，并聯(lián)系核素基本性質檢驗核素新規(guī)律的存在.

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Key words：nuclear classification； law with 7 of nucleus； square chart of nuclides；clusters of deuteron and triton

Law with Seven Nuclei for Nuclei Distribution of Table Region

W AN GYu-ying1，WEN Nai2， ZHOU Feng-qun2， W AN GXing3
（1.Lu An Mineral Groups Company,Changzhi 046204， Shanxi China； 2.Electric and Information Engineering College,Pingdingshan University,Pingdingshan 467000， Henan,China； 3.College of Biomedical Engineering，Chongqing University,Chongqing 400044， China）

O 571.21

A

1001-4217（2010）02-0027-06

2009-12-22

王昱應（1946-），男，山西沁縣人，高級工程師.研究方向：核素分類.E-mail：wang_r00@hotmail.com

科技部攀登計劃預選項目（NO：98009）；潞安礦業(yè)集團科技項目（2009）