原子核解密

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原子很小，直径只有一百亿分之一米。在1根头发丝的端面上，能排下一万亿个原子。原子虽小，其内却并非毫无结构，而是一个丰富多彩的“世界”：一个直径为一千万亿分之一米的核（即核的直径为原子的十万分之一）和众多（至少1个）绕核运动的电子。若将原子放大1021（即10万亿亿）倍，它就像我们的太阳系了，太阳是核，众多绕太阳运动的行星是电子。即便是核，其内也是一个色彩斑斓的世界：由众多状态各异的质子和中子组成。这些质子和中子以300多种不同的组合方式，构成一个天然庞大的原子核家族，家族“人员”达300多种。自1934年以来，人工还制造了2400多种核（元）素，这更壮大了原子核家族的气势。但这些人造核素“命运”多舛、寿命短，不稳定，叫做奇异原子核。

氢原子核只有一个质子，大多数氧核有8个质子和中子，记作168O8，铀核有两种，23892U146和23592U143，都是第92号原子的核心，但核内中子数不同，23892U146含146个中子，则23592U143只含143个中子。23592U143占自然界所有铀的千分之七，是核能利用的主要原料。上述各原子核均是自然界存在的稳定原子核，其内的质子数Ｚ和中子数.满足一定的关系。不满足这种关系的原子核就不稳定，将发生放射性衰变。或者说稳定原子核的.／Ｚ的值是一定的（有一个允许范围），偏离了这一范围，原子核就不稳定。若偏离得太大，原子核就根本无法存在，“拼”不起来。人造核素的Ｚ／.值越来越偏离稳定值，于是显示出了一系列奇异的性质（故称之为奇异原子核）。天然存在的300多种核素大部分是稳定的，约有十分之一是不稳定的，通过释放α或β或γ射线（α即氦核42He2，β即电子或正电子，γ是高能光子）而衰变。按照核理论，若无放射性衰变，自然界应存在约8000种核素。因此，人类应还能制造出几千种新核素或奇异原子核。

按照《辞海》，放射性是“不稳定原子核自发放出α、β、γ射线的现象。”现在，这个定义必须大大地加以扩充。1982年，科学家发现某些奇异原子核具有质子放射性，处于基态的人造核素151Ｌｕ（Ｌｕ表示镥）和147Ｔｍ（Ｔｍ表示铥）能自发地释放出一个质子［天然镥（第71号元素）的大多数（97.4％）是175Ｌｕ，比人造的151Ｌｕ多24个中子；天然铥（第69号元素）全部是169Ｔｍ，比人造的147Ｔｍ多22个中子。151Ｌｕ和147Ｔｍ的“Ｚ／.”值均远离稳定的“Ｚ／.”值中子极为贫乏而质子则大大过剩］。此外，还有β缓发粒子，包括β缓发α粒子（一个原子核经β衰变后，变成另一处于激发态的原子核，随后新生原子核又发射出α粒子）、β缓发中子、β缓发质子、β缓发双中子、β缓发三中子、β缓发双质子、β缓发氚，迄今已发现1000余种核素存在β缓发粒子，理论上预告至少有1000个核素存在β缓发粒子。1984年发现某些重核可自发放射146C8，1985年发现自发发射2010Ne14，理论预言，处于基态的原子核应能自发发射双质子、中子或双中子。

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