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1、原子核幻数结构新解析林文业关键词：原子核；幻数；结构。本人经过十多年的探索研究，找到了物质结构及相互作用的统一规律，并写成了两本书出版( 郑州大学出版社)，书名叫现代数学与量子力学 (2010 年)和相互作用统一理论(2014 年) ，下面我把书中物理学大统一理论的内容拿出来供大家分享。原子核幻数结构的最新解析上面我们对原子核外的电子分布已有一个清析的认识，那么原子核的结构规律又是怎样的？由前面的论述可知，物质中心核的形成是物质空间的若干个量子态由第 2 态经基态裂变到第 （ ）态形成新物质空间，再填充微粒子形成的。n2(1) 核子结构的性质核子一般可能存在以下几种结构形式 中子 ,21640
2、35432 n质子 ,表示填充的粒子为光类子，其余则表示填充的粒子为 1/2 类中微子。1 质子或反质子 ，中子109853221 10985322填充的粒子为正负电子对。 核子 ，填充的粒子为正反 类中微子对。35432 60n 核子 ，填充的粒子为正反 粒子对。2根据“间杂填充不湮灭准则” ，在上述 4 种结构形式中还应间杂填充部分其它微粒子，粒子才稳定。从上面这些结构形式,不难看出核子结构的性质: 核子若除了电性,其最外层量子态必然至少填充两个性质互为相反的正反微粒子。如果定义填充量子态最外侧为正微粒子的核子为左核子,那么定义填充量子态最外侧为反微粒子的核子则为右核子。可见核子可分为左核
3、子和右核子两种。根据泡利不相容原理, 原子核的核子填充有这样的组对: 质子中子对和左中子右中子对(即简称中子 中子对) 。(2) 核子组成原子核的规则: 原子核的形成是原子核空间的 s个量子态由第 2 态经基态裂变成新物质空间的 32s个轨道基态，和 32s个核心自旋态，以及由填充壳层产生的 12m至1m个壳层自旋态(其中 m为填充层数， 1，第一个填充层只有 1 个壳层自旋态) 。1 个轨道基态只填充 1 个质子，而 1 个核心自旋态则只填充 1 个中子，轨道基态中的质子和核心自旋态中的中子即构成 1 个稳定的质子中子对。1 个壳层自旋态则最多只填充 1 个中子或 1 个中子中子对。 假设原
4、子核初态量子基态数为 s，那么形成新物质空间的最大量子基态数为 3s，可以填充核子的最大数量为 32。当 6,54,1s时，原子核基态也有类似的壳层结构，这也就是现代物理所说的“幻数”。 在质子数和中子数为某个特定数值“幻数”或两者均为这一数值时，原子核的稳定性就比平均值大。 “幻数” 用 N来表示。原子核基态填充质子的最大数量有以下壳层结构规律：第一壳层形成：当 1s时， 213第二壳层形成：当 2时， 82， 163N第（1+2）壳层形成：当 s时， s1时， ，102312N8232203321， ， 83421 03521N，626 4247第三壳层形成：当 3s时， 502331，
5、532在这个壳层里最大的量子态数是 27，填满核子数是 54，有 2 个量子态没填充时，核子数是 50。第（1+2+3 ）壳层形成：当 3,21s时， 633132 N， 82331 N， 824，34第四壳层形成：当 s时， 126423N第（1+2+3+4）壳层形成：当 ,1时，620431N， 548432， 17601N1802654321N， 2081684321N第五壳层形成：当 s时， 5第六壳层形成：当 6时，36第（1+2+3+4+5）壳层形成：当 ,421s时，512854321N原子核的“幻数” 除了迄今已知的幻数有 2、8、20、28、50、82、126 外，应该还有1
6、0、16、18、30、36、42、54、66、86、112，甚至还有比 126 更大的“幻数”，例如146、154、162、180、208、246、426、454 等。原子核填充壳层幻数表，如表 8.1 所示。表 8.1 原子核填充壳层幻数表壳层序号 量子结构式 幻数 对应编号 对应元素一 3122 1N氦8 2氧二 10 1氖316 2硫218 1N氩320 32钙228 41镍330 52N锌36 61氪（1+2） 24342 72钼250 31N锡三 354 2氙+ 3266 13镝3282 2N铅（1+2+3 ） 486 31氡32+ 23+ 3112 4321NUub四 141261
7、26+20 146126+28 154126+36 162126+50 176126+54 180（1+2+3+4）126+82 208五 253246 51N六 6454 6在上表中不难看出惰性气体元素都是“幻数”核，它代表元素一个周期的结束，可见原子核的结构也具有一定的周期性。在上表中有些壳层是没有完全填充饱满成为饱满“幻数”核的，例如第四壳层的 126“幻数”核。这是由于核子存在较大自旋能量引起的，当填充核子数量比较大时，根据填充饱满度规律，它们作为物质空间的填充粒子，是不可以把物质空间完全填充饱满的。上述这种原子核基态的“幻数”结构,基本又可以分成 1 至 9 个填充层，这些填充层满壳
8、基态量子式及对应的“幻数” 核如表 8.2 所示：表 8.2 原子核基态填充层满壳量子式与幻数表填充层序号 量子结构式 幻数 对应编号 对应元素1 3122 1N氦2 16 2硫3 330 31锌4 2442 钼5 3250 31N锡6 + 3266 镝7 382 321铅8 2+ + 3112 Uub9 143126 41N而这些填充层又衍生出原子核的多个壳层自旋态，这些壳层自旋态有这样的规律：除第一个填充层只有 1 个壳层自旋态外，其余填充层壳层自旋态平均值为 21m，最大最小值为 2m，其中 为填充层数。一般情况下，每个壳层自旋态最多只填充 1 个中子或 1 个中子中子对，当填充中子中子
9、对时，原子核就形成相应的同位素。我们把原子核形成的填充壳层规律具体分析如下：第 1 壳层, 有 1 至 2 个轨道基态和核心自旋态，1 个壳层自旋态。轨道基态填充一个质子形成氢核，核心自旋态填充一个中子形成氘核，壳层自旋态再填充一个中子，形成氚核。轨道基态填充 2 个质子，核心自旋态填充 2 个中子，或轨道基态和核心自旋态共同填充 2个质子中子对，形成氦核。“幻数”核有氦核。第 2 壳层, 有 3 至 16 个轨道基态和核心自旋态，1 个至 2 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充 3 个至 16 个质子中子对, 壳层自旋态填充 1 个至 2个中子或中子中子对,就分别形成锂核、铍核、硼核
10、、碳核、氮核、氧核、氟核、氖核、钠核、镁核、铝核、硅核、磷核和硫核。其中亚壳层有氧核和氖核。“幻数”核有氧核、氖核和硫核。第 3 壳层, 有 17 至 30 个轨道基态和核心自旋态， 2 个至 6 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充 17 个至 30 个质子中子对, 壳层自旋态填充 2 个至6 个中子或中子中子对,就分别形成氯核、氩核、钾核、钙核、钪核、钛核、钒核、铬核、锰核、铁核、钴核、镍核、铜核和锌核。其中亚壳层有氩核、钙核和镍核。“幻数”核有氩核、钙核、镍核和锌核。第 4 壳层, 有 31 至 42 个轨道基态和核心自旋态， 6 个至 12 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同
11、填充 31 个至 42 个质子中子对, 壳层自旋态填充 6 个至12 个中子或中子中子对,就分别形成镓核、锗核、砷核、硒核、溴核、氪核、铷核、锶核、钇核、锆核、铌核和钼核。其中亚壳层有氪核。“幻数”核有氪核和钼核。第 5 壳层, 有 43 至 50 个轨道基态和核心自旋态， 12 个至 20 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充 43 个至 50 个质子中子对, 壳层自旋态填充 12 个至20 个中子或中子中子对,就分别形成锝核、钌核、铑核、钯核、银核、镉核、铟核和锡核。“幻数”核有锡核。第 6 壳层, 有 51 至 66 个轨道基态和核心自旋态， 20 个至 30 个壳层自旋态。轨道基
12、态和核心自旋态共同填充 51 个至 66 个质子中子对, 壳层自旋态填充 20 个至30 个中子或中子中子对,就分别形成锑核、碲核、碘核、氙核、铯核、钡核、镧核、铈核、镨核、钕核、钷核、钐核、铕核、钆核、铽核和镝核。其中亚壳层有氙核。“幻数”核有氙核和镝核。第 7 壳层, 有 67 至 82 个轨道基态和核心自旋态， 30 个至 42 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充 67 个至 82 个质子中子对, 壳层自旋态填充 30 个至42 个中子或中子中子对,就分别形成钬核、铒核、铥核、镱核、镥核、铪核、钽核、钨核、铼核、锇核、铱核、铂核、金核、汞核、铊核和铅核。“幻数”核有铅核。第 8
13、壳层, 有 83 至 111 个轨道基态和核心自旋态， 42 个至 56 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充 83 个至 112 个质子中子对, 壳层自旋态填充 42 个至 56 个中子或中子中子对,就分别形成铋核、钋核、砹核、氡核、钫核、镭核、锕核、钍核、镤核、铀核、镎核、钚核、镅核、锔核、锫核、锎核、锿核、镄核、钔核、锘核、铹核、罏核、Db 核、Sg 核、Bh 核、Hs 核、Mt 核、鐽核和錀核。其中亚壳层有氡核。“幻数”核有氡核。第 9 壳层, 有 112 至 126 个轨道基态和核心自旋态， 56 个至 72 个壳层自旋态。轨道基态和核心自旋态共同填充 112 个至 126 个
14、质子中子对, 壳层自旋态填充 56 个至 72 个中子或中子中子对,就分别形成 Uub 核、Uut 核、 Uuq 核、Uup 核、Uuh 核以及部分未知元素等。“幻数”核有 Uub 核和 126 核。上述元素核填充质子中子对和中子中子对(或中子) 的规律如下表 8.3 所示表 8.3 元素核填充质子中子对和中子-中子对( 或中子)一览表序号 元素名称 核子数(个) 质子中子对(对) 壳层自旋态中子数(个) 第 1 壳层 11 氢 1 1/2氘(同位素) 2 1氚(同位素) 3 1 12 氦 4 2第 2 壳层 123 锂 7 3 14 铍 9 4 15 硼 11 5 16 碳 12 6碳 13
15、(同位素) 13 6 1碳 14(同位素) 14 6 27 氮 14 78 氧 16 89 氟 19 9 110 氖 20 1011 钠 23 11 112 镁 25 12 113 铝 27 13 114 硅 28 1415 磷 31 15 116 硫 32 16第 3 壳层 13217 氯 36 17 218 氩 40 18 419 钾 39 19 120 钙 40 2021 钪 45 21 322 钛 48 22 423 钒 51 23 524 铬 52 24 425 锰 55 25 526 铁 56 26 427 钴 59 27 528 镍 59 28 329 铜 64 29 630 锌 66 30 6第 4 壳层 14231 镓 70 31 832 锗 73 32 933 砷 75 33 934 硒 79 34 1135 溴 80 35 1036 氪 84 36 1237 铷 86 37 1238 锶 88 38 1239 钇 89 39 1140 锆 91 40 1141 铌 93 41 1142 钼 96 42 12第 5 壳层 15243 锝 99 43 1344 钌 1
