在原子核内部应当有一个由中子质子共同构成的外壳

徐永海（曾就读北京医学院医学系79级，北京医学院现为北京大学医学部）

2022年

　　【前言与摘要】：原子核的内部结构是物理学研究的一个重点，曾提出过液滴模型、壳层模型、综合模型等。在这里本作者徐永海提出了一个新的原子核结构的模型。在原子核内部应当有一个原子核外壳，外壳由一比一的中子质子共同构成，质子构成外壳的外层，中子构成外壳的内层。在外壳之内还有一个原子核中心，即在原子核内部还应当有一个中心，中心内可以具有中子，也可以是空的，但是不会具有质子。原子序数是20以上的原子核，中心内一定具有中子，不能是空的；并且随着原子序数增加，中心内所具有的中子一定是越来越多。这个新的原子核结构模型，可以帮助我们去了解强力、弱力、电力这几种基本力的特点，去了解为什么在较大的原子核内中子数一定大于质子数，去了解一些原子核发生核裂变的原因。不论这个新的原子核结构模型是否正确，只要是前人没有提出过的，这个新的原子核结构模型就应当是有意义的。

（1）、在强力、弱力、电力基础上，中子、质子构成了原子核

　　原子核是由中子、质子构成的。在中子与质子之间应当具有强力，在中子与中子之间应当具有弱力，在质子与质子之间应当具有电力。在这中子和质子基础上，在这强力、弱力、电力基础上，原子核具有了相应的内部结构。

　　中子与质子之间应当具有强力，借着强力，中子、质子可以组合在一起。强力应当具有这样的特点，只能使一个中子、一个质子组合在一起，组合成一个“中子质子对”，并且使组合在一起的中子、质子不能分开。只有当这个中子蜕变为一个质子、一个电子、一些光子，这个中子不存在了，组合在一起的中子、质子才会分开。并且强力应当只有组合力，没有吸引力。

　　（各论四第9节）图1、中子质子对（○代表中子，◇代表质子）

　　

　　中子相互之间应当具有弱力（弱吸引力），借着弱力（弱吸引力），中子相互之间相互吸引、接近。质子相互之间具有电力（电排斥力），借着电力（电排斥力），质子相互之间相互排斥、远离。

　　弱力应当具有这样的特点，中子之间距离为零时，弱力并不弱，中子之间的弱力（弱吸引力）远远大于质子之间的电力（电排斥力），弱力极强。但是随着中子之间的距离增加，半个中子直径的距离、一个中子直径的距离……，中子之间的弱力（弱吸引力）会迅速变小（变弱）；而质子之间的电力（电排斥力）不会如此迅速变小（变弱）。几个中子直径的距离时，中子之间的弱力（弱吸引力）会小于质子之间的电力（电排斥力）。

　　中子之间，几十个中子直径这类微观距离时，（相比较电力来说），弱力很弱；毫米、米、千米这类常观距离时，（相比较电力来说），弱力极弱；光年这类宏观距离时，（相比较电力来说），弱力更弱。弱力是一种快速递减的基本力，比万有引力、磁力、电力这几种基本力的递减速度快得多。

　　锂6原子核是由3个中子、3个质子组成的，即是由3个“中子质子对”组成的。借着弱力（弱吸引力），3个“中子质子对”的中子这端是尽可能地相互接近，都接触在一起。借着电力（电排斥力），3个“中子质子对”的质子这端是尽可能地相互远离。因3个中子相互之间都接触在一起，距离为零，弱力（弱吸引力）远远大于电力（电排斥力），锂6原子核是非常牢固的。

　　（各论四第9节）图2、锂6原子核（3个中子○相互接近，3个质子◇相互远离）

　　

（2）、在原子核内，所有中子之间的弱力一定要大于所有质子之间的电力

　　一些原子核较大，是由较多的中子、质子组成的，即是由较多的“中子质子对”组成的，这些“中子质子对”就应当构成一个壳状。在原子核内部应当有一个由一些“中子质子对”构成的外壳，即有一个由一些中子、质子共同构成的外壳。原子核外壳只由一些“中子质子对”构成，只由一些组合在一起的中子质子构成。在原子核外壳的壳里，中子、质子的比例只能是一比一。

　　在原子核外壳的壳里，在弱力（弱吸引力）的作用下，“中子质子对”中的中子尽力向内（原子核的中心），而构成原子核外壳的内层；并使得原子核尽力向中心收紧，使得原子核稳定。在原子核外壳的壳里，在电力（电排斥力）的作用下，“中子质子对”中的质子尽力向外（原子核外），而构成原子核外壳的外层；并使得原子核尽力向四周分开，使得原子核不稳定。

　　（各论四第9节）图3、铝26原子核（13个中子○构成外壳的内层，13个质子◇构成外壳的外层）

　　

　　在原子核内，所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）一定要大于所有质子之间综合的电力（电排斥力），即吸引力（向中心收紧）一定要大于排斥力（向四周分开），如此原子核才会稳定。在原子核内，当所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）小于了所有质子之间综合的电力（电排斥力）时，即吸引力（向中心收紧）小于了排斥力（向四周分开）时，此时原子核就会分裂，就会发生某些核衰变。

　　铁52原子核是由26个中子、26个质子组成的，即是由26个“中子质子对”组成的。铁52原子核较大，原子核外壳的直径较大，外壳里的一些中子相互之间的距离较大（较远），大于几个中子直径的距离；而使得这些中子之间的弱力（弱吸引力）较小（较弱），并且小于了质子之间的电力（电排斥力）。总之，对铁52原子核来说，在原子核内，所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）是小于了所有质子之间综合的电力（电排斥力），吸引力（向中心收紧）是小于了排斥力（向四周分开），这种铁52原子核一出现就会立刻分裂，这种原子核是不存在的。

　　（各论四第9节）图4、铁52原子核（铁52这种原子核是不存在的）

　　

　　那么，只能是，在原子核的中心，来具有另外的中子，来具有另外的弱力（弱吸引力）；来使得在原子核内，所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）大于所有质子之间综合的电力（电排斥力），吸引力（向中心收紧）大于排斥力（向四周分开）；如此原子核才会不分裂，原子核才会存在下来。

　　铁56原子核是由30个中子、26个质子组成的，即是由26个“中子质子对”和4个另外的中子组成的。26个“中子质子对”构成原子核外壳，4个另外的中子构成原子核中心。在铁56原子核的中心，是具有了另外的4个中子，是具有了另外的4个中子的弱力（弱吸引力）。总之，对铁56原子核来说，在原子核内，所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）是大于所有质子之间综合的电力（电排斥力），吸引力（向中心收紧）是大于排斥力（向四周分开），这种铁56原子核是存在的。

　　（各论四第9节）图5、铁56原子核（铁56这种原子核是存在的）

　　

（3）、随着原子序数增加，原子核增大，在原子核内中子所占的比例一定是越来越大

　　原子序数（原子核内的质子数）是20以下的原子核，原子核中心可以是空的；在原子核内部可以只有原子核外壳，在原子核内，中子与质子之间的比例可以是1:1。原子序数是20以上的原子核，原子核中心不可以是空的，一定要具有另外的中子，一定要具有另外的弱力（弱吸引力）；在原子核内，中子数一定是大于质子数。原子序数进一步增加，原子核进一步增大，在原子核中心，一定要具有更多的另外的中子，一定要具有更多的另外的弱力（弱吸引力）；在原子核内，中子所占的比例一定是越来越大。

　　在元素周期表中，我们会看到，原子序数（原子核内的质子数）是20以上的原子核，随着原子序数（质子数）增加，随着原子核增大，质子与中子之间的比例，开始是（1∶1），以后逐渐是（1∶1.1）、（1∶1.2）、（1∶1.3）、（1∶1.4）、（1∶1.5）、……。如氪84（36个质子、48个中子）是1∶1.333，氙131（54个质子、77个中子）是1∶1.426，氡222（86个质子、136个中子）是1∶1.581。

　　在原子核内，当所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）显著大于所有质子之间综合的电力（电排斥力）时，即吸引力（向中心收紧）显著大于排斥力（向四周分开）时，原子核牢固。在原子核内，当所有中子之间综合的弱力（弱吸引力）略略大于所有质子之间综合的电力（电排斥力）时，即吸引力（向中心收紧）略略大于排斥力（向四周分开）时，原子核不牢固。

　　铀238具有92个质子、146个中子，质子、中子比例是1∶1.587。铀235具有92个质子、143个中子,质子、中子比例是1∶1.554。就中子比例，铀235（1∶1.554）小于铀238（1∶1.587）。就中子数量，相比较铀238，铀235少了3个中子；自然也少了3个中子相互之间的弱力（弱吸引力）。相比较铀238，铀235应当是不牢固的。

　　铀235的原子序数（92）大于氡222的原子序数（86），就中子比例，铀235理应大于（高于）氡222。可是，就中子比例，铀235（1∶1.554）比氡222（1∶1.581）还要低，铀235应当是非常不牢固的。

　　铀235原子核非常不牢固，当一个外力（如炸药爆炸）或者一个中子，撞击到铀235原子核时，铀235原子核就会分裂，发生核裂变，分裂时（核裂变时）还要分裂出2-4个中子。

　　中子相互之间具有弱力（弱吸引力），铀235原子核内具有143个中子，在弱力的作用下，这2-4个中子就会被吸引着撞击到其他的铀235原子核，发生核裂变。随着连锁反应，随着大量的铀235原子核核裂变，会产生大量的中子。一个中子可以蜕变为一个质子、一个电子、一些光子。大量的中子蜕变，可以产生大量的、大量的能量，这应当是原子弹爆炸的原理。

　　总之，原子核应当如同一个“垒球”，在原子核内部应当具有一个外壳和一个中心。原子核外壳是由“中子质子对”构成的，原子核外壳只由“中子质子对”构成。原子核外壳分为内外两层，外层由“中子质子对”中的质子构成，内层由“中子质子对”中的中子构成。原子核中心可以是空的，也可以具有中子。原子核中心不会具有质子，也不会具有“中子质子对”。

　　通过这个新的原子核结构模型（垒球模型），可以帮助了解强力、弱力、电力这几种基本力的特点，可以帮助了解为什么在较大的原子核内中子数一定大于质子数，可以帮助了解一些原子核发生核裂变的原因。

　　徐永海，住北京市西城区德胜门外新风南里10号楼6门501室，邮政编码：100088，座机电话：86-10-82082198，手机电话：18600229405（其微信曾被封，已重生），电子邮件：xuyonghai@aliyun.com，另一微信号：xuyonghai-1960。