#АстрофизиуИвановАнатолий #ядраизотоповазота #nucleinitrogenisotopes Явления схлопывания ядер изотопов углерода и развёртывания ядер изотопов азота при превращении одного элемента в другой

Явления схлопывания ядер изотопов углерода и развёртывания ядер изотопов азота при превращении одного элемента в другой

При превращении ядер изотопов углерода в ядра изотопов азота происходит явление схлопывания нуклонных столбиков.

                Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич

                           

В научной статье автора «Особенности структур нейтроноизбыточных ядер изотопов углерода», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/05/nucleus-corbon_25.html шла речь о том, что нейтроноизбыточные ядра изотопов углерода превращаются в ядра изотопов азота после того, как один из нейтронов нейтронного столбика превращается в протон. Это приводит к тому, что нейтронный столбик превращается в нуклонный столбик и происходит явление схлопывания нуклонных столбиков уже образовавшегося ядра изотопа азота. Появившийся в ядре протон начинает выполнять функцию связующего звена между нейтронами, находящимися в одной горизонтальной нуклонной плоскости с этим протоном. Плоская фигура вращения, которую образовывали нуклонные и нейтронные столбики ядра изотопа углерода, превращается в объёмную фигуру вращения, которую образуют четыре нуклонных столбика в ядре изотопа азота. При превращении ядер изотопов азота в ядра изотопов углерода происходит обратный процесс. Объёмная фигура вращения развёртывается в плоскую фигуру вращения.

Вертикальные оси вращения этих нуклонных столбиков проходят через вершины квадрата со стороной приблизительно 2,43Ф. При этом

расстояние между соседними нуклонными столбиками составляет 0,40Ф. Это расстояние может быть немного больше - около 0,50 Ферми. Тогда диаметры ядер будут на несколько десятых Ферми больше. Схематичное расположение осей нуклонных столбиков показано на рисунке 1.

                     

Рис.1. Расположение осей вращения нуклонных столбиков вокруг своей оси в ядрах изотопов азота.

Формирования ядер изотопов азота знаменуют начало образования ядер изотопов средних элементов, структуры которых существенно отличаются от структур ядер изотопов лёгких элементов. Но принцип формирования ядер на основе только электромагнитного взаимодействия (второй фундаментальный закон формирования и функционирования ядер) никогда не нарушается. Ядерные силы не существуют.

Ниже будут раскрыты структуры протоноизбыточных ядер изотопов азота ¹⁰N, ¹¹N, ¹²N, ¹³N, ¹⁴N. На рисунке 2 изображена структура протоноизбыточного ядра изотопа азота ¹⁰N.

                    

   Рис. 2. Структура протоноизбыточного ядра изотопа азота ¹⁰N.

Три ядра изотопа гелия ³Hе и одиночный протон образуют объёмную фигуру вращения. После того, как это ядро покинет одиночный протон, эта объёмная фигура вращения развёртывается в плоскую фигуру вращения, а само ядро изотопа азота ¹⁰N превращается в ядро изотопа углерода ⁹C. Структура ядра изотопа углерода ⁹С раскрыта автором в статье «Структуры протоноизбыточных ядер изотопов углерода».

В протоноизбыточном ядре изотопа азота¹¹N вместо одного из ядер изотопа гелия ³Не, находящегося посредине, находится ядро ⁴Не. После того, как одиночный протон покинет это ядро изотопа азота, произойдёт развёртывание ядра, и оно превратится в протоноизбыточное ядро изотопа углерода ¹⁰С. Его структура тоже раскрыта автором в выше упомянутой статье.

По всей вероятности, существует изомерное ядро изотопа азота ¹¹N, которое состоит из трёх ядер изотопов гелия ³Не и ядра дейтерия ²Н.

Когда это ядро покидает протон, входящий в состав ядра дейтерия, то оставшийся нейтрон занимает место под центральным ядром ³Не и образует с ним частицу альфа. После этого ядро развёртывается, и образуется то же ядро изотопа углерода ¹⁰С. Нейтрон не может занять место под одним из крайних ядер ³Не потому, что находится в одной горизонтальной нуклонной плоскости с нижними протонами этих ядер. К тому же, он испытывает притяжение нижнего протона среднего ядра ³Не.

Ядро протоноизбыточного ядра изотопа ¹²N состоит из двух частиц альфа, ядра ³Не и одиночного протона. Этот протон превращается в нейтрон согласно известной реакции: р → п + е⁺ + √е. Появившийся нейтрон занимает место наверху ядра ³Не и образует третью частицу альфа в этом ядре. Ядро развёртывается, и образуется ядро стабильного изотопа ¹²С. В некоторых случаях образовавшаяся третья частица альфа покидает ядро. При этом образуется ядро изотопа бериллия ⁸Ве, которое тоже очень быстро распадается на две частицы альфа.

Главную роль в процессе схлопывания ядер при превращении ядер изотопов углерода в ядра изотопов азота играет электрон, который появляется при превращении одного из нейтронов ядра изотопа углерода в протон согласно реакции: п → р + е⁻ + √⁻. В связи с огромной скоростью вращения ядра углерода вокруг своей вертикальной оси этот электрон покидает ядро не в радиальном направлении, а по дуге. В результате этого движения нуклонный столбик, в котором произошло превращение нейтрона в протон, получает импульс и начинает вращение в сторону крайней частицы альфа. Происходит схлопывание ядра изотопа углерода и превращение его в ядро изотопа азота.

Ядро изотопа азота ¹³N состоит из трёх частиц альфа и одиночного протона. Такая структура более устойчива, но, всё равно, через 9,965 минут одиночный протон превращается в нейтрон, происходит развёртывание ядра и образуется стабильное ядро изотопа углерода ¹³С.

Ядро изотопа азота ¹⁴N состоит из трёх частиц альфа и ядра дейтерия. Это ядро стабильно. При бомбардировке нейтронами это ядро покидает протон и образуется ядро изотопа углерода. Вот эта ядерная реакция: ¹⁴N + п → ¹⁴С + р. Что происходит при этом в ядрах азота и углерода показано на рисунке 3.

                  

Рис.3. Превращение ядра изотопа азота ¹⁴N в ядро изотопа углерода ¹⁴С при бомбардировке этого ядра азота нейтронами.

При «посадке» нейтрона на протон, находящийся наверху ядра дейтерия, происходит небольшое смещение ядра дейтерия вниз. Этого оказывается достаточно для того, чтобы протон потерял связь с соседними нейтронами, находящимися в той же горизонтальной нуклонной плоскости. После этого протон вышвыривается из ядра азота, а два нейтрона образуют нейтронную пару. Ядро развертывается и образуется ядро изотопа углерода ¹⁴С.

В следующей статье автора речь пойдёт об экзопланете HAT-Р-7b, а после выхода в свет этой статьи будет помещена статья о нейтроноизбыточных ядрах изотопов азота.

10. 11. 2016 года, гор. Чернигов.