جزيرة الثبات

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
جزيرة استقرار Island of Stability.

جزيرة الثبات في الفيزياء النووية (بالإنجليزية: island of stability) هو مصطلح يستخدم في الفيزياء النووية, والذي يصف إمكانية أن يكون للعنصر ""رقم سحري"" معين ثابت للبروتونات والنيوترونات. تلك الأعداد السحرية تسمح لنظائر معينة أن تكون أكثر ثباتا عن النظائر الأخرى. وفعلا نجد في الطبيعة أن العناصر التي لا تتحلى بعدد سحري للنيوترونات أو البروتونات فيها أنها تميل أن تكون غير مستقرة، ويمكن أن تصل إلى حالة اسقرار عن طريق تحلل إشعاعي.

تم عرض فكرة جزيرة الثبات عن طريق جلين تي. سيبورج بافتراض أن نواة الذرة مبنية من أغلفة بطريقة مماثلة للأغلفة الإلكترونية في الذرات. وفى الحالتين تكون الأغلفة عبارة عن مجموعة مستويات طاقة كمومية منفصلة عن بعضها.

في حالة النواة الذرية تشغل تلك مستويات الطاقة الكمومية أعداد معينة من النيوكليونات (بروتونات ونيوترونات) . وتكون مستويات الطاقة لغلافين مختلفين مفصولة بفارق طاقة كبير نسبيا قد يبلغ عدة ملايين إلكترون فولت. وعلى ذلك عندما يتم مليء مستويات الطاقة بالنيترونات والبروتونات لغلاف معين في النواة, فإن طاقة الارتباط لكل نوكليون تصل إلى حد أدنى ، وعلى هذا فإن التركيب ذو أغلفة ممتلئه بالنوكليونات سيكون مستقرا ويعمر طويلا ، أم النظير الذي توجد به أغلفة غير ممتلئة فهو لا يكون مستقرا.

جزيرة الاستقرار[عدل]

232Th (الثوريوم), 235U و238U (اليورانيوم) هما العنصران الوحيدان الواقعان بعد البزموت ولهما عمر يقارب عمر الكون (أي أنهما مستقران ولا يتحللان). وقد اتضح عام 2003 ان البزموت غير مستقر، وهو يتحلل بتحلل ألفا وله عمر النصف 1.9×1019 سنة للبزموت-209. وجميع النظائر بعد البزموت في الجدول الدوري فهي أما مستقرة نوعا ما أو غير مستقرة. ولذلك فالجدول الدوري للعناصر يكاد ينتهي عند البرمزت، مع وجود جزيرة اساقرار عند الثوريوم واليورانيوم. ويوجد بين البزموت والثوريوم " بحر عناصر غير مستقرة، نجد فيها الرادون والفرانسيوم وهما عنصران لهم عمر النصف قصير جدا.

وتبين البحوث النظرية وجود منطقة عند عدد البروتونات Z=106–108 وعدد النيوترونات N≈160–164 منطقة جزيرة صغيرة ربما تكون مستقرة بالنسبة لتفاعل الانشطاؤ النووي أو تحلل بيتا، فتلك العناصر الثقيلة جدا تتحلل فقط بتحلل ألفا (أي إصدار جسيمات ألفا). وتبين أن جزيرة الثبات للعنصر 298114 ذو عدد سحري والتي اعتقد بانها مستقرة فقد ثبت عكس ذلك.[1]

وعلى العكس فيبدو أن النواة ذات Z=110 و N=183 أن تكون مركزا اجزيرة سحرية ممكنة (Z=104–116, N≈176–186). وفي منطقة N≈162 نجد العنصر survived 268106 وهو لا يضمحل بتحلل بيتا ولا ينشطر ولكن يبدو أنه يتحلل بتحللل ألفا وله عمر النصف نحو 2و3 ساعة، وهذا العمر أطول من نصف العمر للعنصر 270108 وهو ذو عددين سحريين ألذي يبلغ نحو 28 ثانية.[2]

ولم يتمكن الفيزيائيون حتى عام 2009 إنتاج النواة الفائثة الثقل 268106 معمليا. وبالنسبة للأنوية الفائثة الثقل حيث Z>116 و N≈184 يبو أن لها عمر النصف أقل من 1 ثانية. [3].[4][5][6]

أنظر أيضاً[عدل]

المراجع[عدل]

  1. ^ Sven Gösta Nilsson, Chin Fu Tsang, Adam Sobiczewski, Zdzislaw Szymaski, Slawomir Wycech, Christer Gustafson, Inger-Lena Lamm, Peter Möller and Björn Nilsson (February 14, 1969). "On the nuclear structure and stability of heavy and superheavy elements". Nuclear Physics A 131 (1): 1–66. doi:10.1016/0375-9474(69)90809-4. 
  2. ^ J. Dvorak, W. Brüchle, M. Chelnokov, R. Dressler, Ch. E. Düllmann, K. Eberhardt, V. Gorshkov, E. Jäger, R. Krücken, A. Kuznetsov, Y. Nagame, F. Nebel,1 Z. Novackova, Z. Qin, M. Schädel, B. Schausten, E. Schimpf, A. Semchenkov, P. Thörle, A. Türler, M. Wegrzecki, B. Wierczinski, A. Yakushev, and A. Yeremin (2006). "Doubly Magic Nucleus 270108 Hs-162". Phys. Rev. Lett. 97 (24): 242501. doi:10.1103/PhysRevLett.97.242501. PMID 17280272. 
  3. ^ S. Cwiok, P.-H. Heenen and W. Nazarewicz (2005). "Shape coexistence and triaxiality in the superheavy nuclei" (PDF). Nature 433 (7027): 705. doi:10.1038/nature03336. PMID 15716943. 
  4. ^ اكتب عنوان المرجع بين علامتي الفتح <ref> والإغلاق </ref> للمرجع predictions
  5. ^ اكتب عنوان المرجع بين علامتي الفتح <ref> والإغلاق </ref> للمرجع longlived
  6. ^ اكتب عنوان المرجع بين علامتي الفتح <ref> والإغلاق </ref> للمرجع nuclear
  • الفيزياء النووية من قبل ايرفينغ كابلان الطبعة2، 1962 أديسون ويسلي
  • كيمياء عام 1970 من قبل لينوس بولينغ دوفر حانة. ردمك 0-486-65622-5
  • الاستهلالي الفيزياء النووية من قبل كينيث كرين حانة. وايلي
  • نماذج من النواة الذرية من قبل نون كوك، سبرينغر فيرلاغ (2006)، ردمك 3540285695