Stabil nuklidok osztályozása a nukleonszám párossága szerint Nagy Sándor honlapjára Nagy Sándor: Nukleáris Címszavak Glosszáriumába, melyhez ez a lap is tartozik A Tékába, mely ehhez hasonló animációkhoz/szimulációkhoz vezet Nagy Sándor webhelyén

A stabil izobár nuklidok száma (animáció)

Az alábbi interaktív HTML5-animációt az ingyenes iSpring Free szoftver iSpringsegítségével készítettem PowerPointból. Ahhoz, hogy az animációt kezelni tudd, rá kell kattintanod a felületére. A grafikonokon átnyúló -45°-os izobár egyenest ide-oda mozgathatod jobbra (folyamatosan vagy szakaszosan) vagy balra (szakaszosan).
A szóköz billentyű nyomkodása Start/Stop funkcióval rendelkezik az izobár egyenes folyamatos jobbra mozgásakor; a bal nyíl () és a jobb nyíl billentyű () is működik: ezekkel nagyobb lépésekben (szakaszosan) mozgatható a piros egyenes balra, ill. jobbra. Én bal mutatóujjamat a szóközön, jobbot a bal nyíl billentyűn tartva szoktam oda vezényelni a az izobárt, ahol látni szeretném. Nem egyszerű dolog, de nem is lehetetlen.
Figyeld meg, hogy a mozgatható izobár akár 3 stabil nuklidot is átdöfhet a bal felső ábrán, míg a többi grafikonon legfeljebb csak egyet. Más szóval a páros-páros izobár nuklidok között akár 2-3 stabil is lehet, míg ha az A nukleonszám páratlan, akkor legfeljebb csak egy stabil izobár nuklid létezhet.

A grafikonok a stabil nuklidok két osztályát, ill. négy alosztályát mutatják a nuklidtérképen A, ill. Z és N párossága szerint. Az egyes alosztályok számosságát a lepénydiagram szeletkéi vetik össze.

A felső két ábra azt az esetet szemlélteti, amikor az A tömegszám páros. Mivel A = Z + N, ez kétféle módon következhet be. Vagy úgy, hogy Z és N egyaránt páros (00, 01, 10, ill. 11 a 2-vel való osztás maradékát mutatja), vagy úgy mindkettő páratlan. Meglepő módon hatalmas aránytalanságot tapasztalunk a két alosztály számosságában: csak 4 stabil páratlan-páratlan nuklid létezik, míg 159 páros-páros ami arra utal, hogy a protonok és a neutronok szeretnek külön-külön párokat alkotni.

A páratlan-A alosztályok egyforma számosságúak. Úgy látszik, mindegy, melyik nukleonfajta páros, melyik páratlan.

Tömegparabolák

A tömegparabolák – melyeket az ábra mint tömegtöbblet (Δ) vs. rendszám (Z) diagramokat mutat be konkrét izobár nuklidokra (és konkrét tömegek alapján számolva) – jellegzetesen különböző képet mutatnak a páratlan-A nuklidok (jobb alsó panel) és a páros-A nuklidok esetén (a többi panel).

A páratlan-A izobár nuklidok minden esetben egyetlen parabola mentén sorakoznak. A parabola alak általában véve közvetlenül a Weizsäcker-egyenlet folyománya. Az, hogy a páros-páratlan és a páratlan-páros esetek egyazon parabolára esnek, összhangban van azzal a fenti következtetésünkkel, hogy “mindegy, melyik nukleonfajta páros, melyik páratlan”.

Az egyszerű β-bomlások izobár folyamatok, s lépésenként eggyel változtatják meg a rendszámot. A spontaneitás megköveteli, hogy a nyugalmi energia (tömeg) minden egyes lépésben csökkenjen, ahogy azt az ábra nyilai mutatják, melyek mindegyike egy-egy ténylegesen megfigyelt bomlást szemléltet.

Ezért bármely páratlan A-hoz csakis egy béta-stabil nuklid tartozhat. Ez az egyetlen béta-stabil nuklid vagy 01 kombinációjú (mint a 119Sn a fenti példában) vagy 10 fajtájú ugyanakkora eséllyel. Másfelől viszont a páros-A izobár nuklidok két parabolát foglalnak el, mert az energetikailag is előnytelen páratlan-Z & páratlan-N kombinációk (11) parabolája felfelé tolódik el a kisebb stabilitás irányába, míg a páros-Z & páros-N kombinációké (00) lejjebb csúszik a nagyobb stabilitás felé. Ezért találhatunk ebben az esetben több stabil nuklidot is egy adott A-ra, ahogy az animált ábra bal felső panelje mutatja. A 126-os izobár egy másik érdekes esetet mutat: a 126I mindkét irányban képes bomlani az ábra alapján érthető okból. Kb. 50 ilyen nuklid létezik, mindegyik páratlan-páratlan típusú, mint a 126I. Egyikük mindannyiunkban jelen van: az 1,29 Ga felezési idejű 40K, mely 0,0117%-át teszi ki a természetes káliumnak.


Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Nukleáris Glosszárium, Asimov Téka

Utolsó frissítés dátuma: 2021-12-01