幻数 (英語:Magic Number ),又稱魔數 ,是指原子核 中质子 数和中子 数的某个特定数值。当质子数或中子数为幻数,或者二者取值均为幻数时,原子核會显示出較高的稳定性。
目前已经确认的幻数有:2、8、20、28、50、82、126(放射性 超鈾元素 穩定島 )這七個幻數。(OEIS 中的数列A018226 )
自然界广泛存在的氦 、氧 、钙 、镍 、锡 、铅 元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应。质子数为126的元素目前尚未发现。当原子核之质子數和中子数皆为幻数时,这样的情况称为双幻数 。例如自然界存在质子数82、中子数126的铅 同位素208 Pb,就具有双幻数,显得异常稳定。
一般认为,幻数的存在反映了原子核具有「壳层结构」。1949年德国物理学家梅耶 (Maria Goeppert Mayer)和延森 等人建立了原子核的核殼層模型 。当原子核中存在幻数时,核子以集体的形式充满了某个能级,没有核子向更高的能级跃迁,因此这些原子核相当稳定。
原子核形状 [ 编辑 ]
此章节尚無任何内容 。 (2020年5月18日 )
其他理论 [ 编辑 ]
有些科学家在别的核子数字中也发现了较高的稳定性,认为这说明这些数字也会造成次殼層填滿,所以也是幻数:
2000年5月日本物理学家发表论文称16 有可能也是一个幻数,[1] 随后又发现6 、30 、32 也可能是新的幻数。
2005年6月,英国和美国科学家发表论文称,人造放射性硅 同位素42 Si的原子核稳定性很高,表明14 可能也是一个幻数。[2]
参考文献 [ 编辑 ]
^ Ozawa, A.; Kobayashi, T.; Suzuki, T.; Yoshida, K.; Tanihata, I. A new magic number, N=16, Near to the neutron drip-line. Physical Review Letters. 2000-06-12, 84 (24): 5493–5495. doi:10.1103/PhysRevLett.84.5493 .
^ Fridmann, J; Wiedenhöver, I; Gade, A; Baby, LT; Bazin, D; Brown, BA; Campbell, CM; Cook, JM; Cottle, PD; Diffenderfer, E; Dinca, DC; Glasmacher, T; Hansen, PG; Kemper, KW; Lecouey, JL; Mueller, WF; Olliver, H; Rodriguez-Vieitez, E; Terry, JR; Tostevin, JA; Yoneda, K. ' Magic' nucleus 42Si. . Nature. 2005-06-16, 435 (7044): 922–4. PMID 15959511 . doi:10.1038/nature03619 .
元素 與同位素 的穩定度
穩定9個
穩定6個
穩定5個
穩定4個
穩定3個
穩定2個
穩定1個
1億年〜
1万年〜
10年〜
100日〜
1日〜
1時〜
10分〜
1分〜
10秒〜
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不到1秒
幻數
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