穩定核素分布的七律

王昱應，溫 耐，周豐群，王 星

（1.潞安礦業集團公司，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律的統一，在其基礎上可自然地統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.原子核有質子數與中子數兩個基本變量，其規律表現在兩維平面上，實質是兩類核子對立統一的結果.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深刻的本質規律.

當以氘氚結團為坐標單位繪制核素圖[2]，分析有天然豐度穩定核素的分布規律時，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）對應聯系核素新穩定區，說明核素分布七規律的連續性.

1 坐標S18～6連續核素的有序分布

在坐標為S=2Z-N，H=N-Z的核素圖中[2]，穩定核素區的下界是坐標S軸，該數軸上分布著等質子與中子數的核素.在偶坐標S18～6的7常數列上，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常數列上的不同核素都具有相同個數的氘結團，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5核素，坐標S12，S10，S8，S6的4列坐標H0～2都有連續3核素.這7列連續分布的核素依次是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1，2，4相同的分布.見圖1左部.

圖1 穩定區的兩個7×7核素區及上下的7核素分布

2 穩定區中部的兩個7×7菱形區域

2.1 新穩定區的偶偶核素

在坐標（S，H）處以參量（2K，2X）聯系核素新的穩定區[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 倍時只聯系著偶偶核素.

在 S-H 圖的坐標（0，0）， （2，1）， …， （20，10）一線， 對應聯系著新坐標軸 S 的（0，0）， （2，0），…，（20，0）， 排列著等質子中子數的一類核素.原坐標 S 軸（0，0），（1，0），（2，0），…，（20，0）對應聯系著新坐標的（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類核素，在新穩定區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，其穩定區核素分布出現較大變形.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為：坐標S常數列排列在原坐標差K的斜向左下方向，坐標差K常數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，新穩定區中都是偶偶核素，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，各常數列每增加一個單位坐標，斜向左下的坐標S常數就增加1個He-6結團，水平向右的差K常數增加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說明α結團在核內很穩定，現在預示著氦-6結團在核內可能也很穩定.

2.2 穩定區的兩個7×7菱形區域

在傳統核素圖中，以質子數Z與中子數N為坐標，核素區是窄長條形，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只是一邊為3偶偶核素.如存在穩定區中部的3種3等值核子數A124，A130，A136核素處，分別以這3核子數為中線，聯系著一個邊長為3核素的正方形區.在氘氚結團圖中[2]，兩坐標為邊的最大正方形區是一邊為6偶偶核素，區內有36種核素.這個區域位于坐標S28～38與H16～26的區域，可聯系不重復的9核素正方形16個.

在穩定區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，會出現嚴重變形導致很難辯認，而坐標選取合適則無此問題.在穩定核素分布中，實際存在的最大正方形區是邊長為7核素的區.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坐標的菱形區域.它們中間部分重疊，形成一個等腰梯形區.當以坐標（2K，2X）聯系新穩定區時，就對應著兩個7×7偶偶核素區，見圖1中部.

1）坐標H5與H11為邊界的菱形區 坐標H5與H11的兩列核素都是連續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坐標的菱形區域.這菱形區的中心核素坐標是（24，8）.

2）坐標S18與S24為邊界的菱形區 坐標S18從（18，0）至（18，6）連續分布有7核素，坐標S24從（24，4）至（24，13）連續分布有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 兩菱形區對應的穩定核素區

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

坐標 H5 與 H11 聯系的 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的區域，四邊形的中心核素是（32，16）.坐標S18與S24聯系的 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， 四邊形區中心核素是（32，22）.

在這兩個菱形區中， 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）變換聯系的新核素區， 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，其基本規律應當顯示在平面上，在質子與中子數圖中，特殊穩定的幻數核素表現為一定間隔的橫豎平行線[5]，成為傳統核結構理論殼層模型的基礎.多年前，已發現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定的亞結構”[6].后來在核素的整數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，使得核素的整數參量之間有了可比性，這為以整數參量分析核素創造了基本條件[7].在氘氚結團圖中我們發現穩定區范圍常數44，并由各類核素以2等差、等比、重等比遞變的規律，綜合分析得到核素體系的新分布規律是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].

本文通過分析穩定核素在平面上各局部規律之間的聯系，發現在穩定區的開始部分，存在坐標S18～6的連續核素7列有序聯系，中部有一個梯形區域由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.在坐標差的結束區域又聯系著以核素（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不穩定已得到國際核數據網數據證實[10-11].在輕核理論與實驗中，已有證據證實氦-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，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正在不斷發現[12-14].今后應在輕核素中系統地檢驗氘氚結團存在的幾率，并聯系核素基本性質檢驗核素新規律的存在.

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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）；潞安礦業集團科技項目（2009）