Чтение онлайн

Таблица 31 [8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x1010 лет), селена

Таблица 32 [8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого взрыва (13,8x109 лет), германия

Идём далее:

Элемент криптон, как уже говорилось, завершает 4-й ряд таблицы Менделеева, и далее — начинается 5-й ряд элементов, см. табл. 33. Ядра (изотопы) элементов пятого ряда — строятся, в общем, аналогично ядрам, рассматривавшимся в предыдущей главе. Там мы шли от криптона к более лёгким ядрам чётных элементов (селена, германия, цинка, никеля), а теперь — пойдём в другую сторону, от криптона к более тяжёлым ядрам, тоже чётных элементов, для начала — первых пяти (стронций, цирконий, молибден, рутений, палладий (см. табл. 33)).

Таблица 33

Первые пять рядов таблицы Менделеева

Итак, первый элемент 5-го ряда таблицы Менделеева, стронций — имеет наиболее энерговыгодный изотоп, стронций-88, см. табл. 34 и рис. 157. К этому изотопу мы приходим — путём добавления двух протонов к криптону-84. Эти протоны, в ядре стронция — образуют кластеры трития, выгодно связывая два дополнительных нейтрона, т. о. получается стронций-88, как наиболее энерговыгодный изотоп (криптон-84 также был наиболее энерговыгодным).

Таблица 34 [18]

Изотоп стронция, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Рис. 157. Ядро стронция-88 (развёрнуто так, что лучше видна трансляционная симметрия)

Важно также учесть, что в какое бы положение мы ни добавили протоны к ядру криптона-84, дополнительная связь возникает, максимум, только с двумя, а не с четырьмя нейтронами, см. рис. 158. Причина — видна в наглядной геометрии (см. рис. 158).

Рис. 158

Наиболее энерговыгодный изотоп следующего элемента, цирконий-90 — показан на рис. 159, см. также табл. 35. В этом изотопе — вообще не происходит дополнительного связывания нейтронов, т. к. протоны добавляются в положение, где лучше связывают нейтроны кластеров трития, что оказывается более выгодно (см. рис. 159 и табл. 35).

Рис. 159

Таблица 35 [18]

Изотоп циркония, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Следующий элемент, молибден, имеет наиболее сильно связанный изотоп, молибден-94, см. табл. 36 и рис. 160. Вообще, протоны можно было бы добавить и иначе — в одно из трёх альтернативных положений, вместо представленного на рисунке 160, — см. на рис. 161. Однако, в любом из этих мест, как видно, эффективно связывались бы всё равно только два дополнительных нейтрона.

Таблица 36 [18]

Изотоп молибдена, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Рис. 160

Рис. 161

Впрочем, возможность эффективно связать четыре или даже шесть нейтронов, тут всё-таки имеется, — если повернуть альфа-кластер (образовавшийся из кластера трития), в соответствии с трансляционной симметрией, см. рис. 162. Но это представляется менее выгодным (требует значительной асимметрии ядра, с переходом нуклонов на более высокие энергоуровни, и более слабо связывает нейтроны), чем добавление протонов с образованием новых кластеров трития, в левой (или дальней) части ядра, как было показано на рис. 160. Возможность непосредственного связывания четырёх и шести нейтронов — проявляется лишь в стабильности изотопов молибдена-96 и -98, см. табл. 37. Дополнительно к этому, переход протона из маловыгодного 3d-положения (как в последних стабильных изотопах элементов второй половины 4-го ряда таблицы Менделеева, которые рассматривались ранее) — объясняет (практическую) стабильность и молибдена-100, — последнего стабильного изотопа этого элемента (см. табл. 37).

Рис. 162

Таблица 37 [8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x1010 лет), молибдена

Далее, переходим к наиболее выгодному изотопу элемента рутения, — рутению-98, см. табл. 38. Можно было бы ожидать, что самым энерговыгодным может быть рутений-96, как аналогичный цирконию-90, см. рис. 163. Однако учтём, что в случае рутения-96, протоны уже два раза добавлялись без дополнительного прибавления нейтронов (при переходе от стронция-88 к цирконию-90, и от молибдена-94 к рутению-96), что даёт некоторую протоноизбыточность и стремление связать ещё нейтроны. Эта возможность может реализоваться уже путём перехода части протонов, например, из дальнего, в ближнее положение, как показано на рис. 164. Из табл. 38 видно, что изотопы рутения-98 и рутения-100 — имеют ничтожные различия по энергии (можно сказать, оба являются наиболее энерговыгодными), а при переходе к рутению-102 — энергия связи несколько падает (альфа-кластер связывает уже целых три нейтрона, что хотя уже и снижает энергию связи, но оставляет ядро стабильным, см. табл. 39).

Таблица 38 [18]

Изотопы рутения, с наибольшей энергией связи, и смежные к ним

Рис. 163

Рис. 164

Таблица 39 [8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x1010 лет), рутения

Далее: Наконец, рассмотрим строение наиболее энерговыгодного изотопа следующего элемента, — палладия-104, см. табл. 40 и рис. 165. На рис., нейтроны в ближней части ядра — компенсируют возросшее электрическое отталкивание протонов, и т. о. становятся более выгодными, чем в аналогичном ядре, рутении-102.

Таблица 40 [18]

Изотоп палладия, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Рис. 165

Итак, мы рассмотрели наиболее энерговыгодные изотопы чуть более чем половины (чётных) элементов 5-го ряда таблицы Менделеева (см. табл. 33), усмотрев причину наибольшей энерговыгодности этих изотопов — в том же, в чём и для ядер элементов второй половины 4-го ряда элементов (= в числе непосредственно и выгодно связываемых нейтронов, без перехода 3d- или 3sp-протонов на более высокие энергоуровни). Также мы рассмотрели некоторые (другие) стабильные изотопы этих элементов (1/2 5-го ряда).