在原子核内部应当有一个由中子质子共同构成的外壳
2021-02-27 20:34:14
  • 0
  • 0
  • 11
  • 0

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。

  

  

 
最新文章
相关阅读