#АстрофизикИвановАнатолий #ядрабериллия #nucleiof beryllium Ядро бериллия-8 и его изотопы

                 5. Ядро бериллия-8 и его изотопы

                  Электронный захват не существует.

                 Астрофизик Иванов Анатолий Григорьевич

                         

В этой статье автор продолжает раскрывать внутренние структуры лёгких ядер и их изотопов. Ниже на рисунке 1 изображены внутренние структуры всех изотопов бериллия.

В предыдущих статях автора речь шла о том, что все ядра состоят только из нуклонов и формируются только путём электромагнитного взаимодействия. Ядерные силы не существуют. Раскрытие внутренних структур всех ядер и их изотопов позволило правильно объяснить все моды их распадов и так называемых бета и альфа распадов, а также на нуклонном уровне объяснить все процессы, происходящие в ядрах при их делении и синтезе.

Анализ внутренних структур изотопов бериллия автор начнёт с рассмотрения процессов, происходящих при превращении ядра ⁷Be в ядро ⁷Li. Ядро изотопа ⁷Ве состоит из ядер изотопов гелия ⁴Не и ³Не, которые двигаются по орбите вокруг общей вертикальной оси, проходящей через центр масс этого ядра. Эта ось немного смещена в сторону ядра ⁴Не. Современной науке о микромире ничего не известно о реальном устройстве ядер. К сожалению, все модели устройства ядер, начиная от капельной модели и заканчивая кластерной моделью ошибочны, хотя кластерная модель немного ближе к реальности.

Процесс превращения ядра ⁷Ве в ядро ⁷Li происходит совершенно не так, как это представляется современной наукой, а намного сложнее. Ядра никогда не захватывают электроны, которые двигаются по своим орбитам в электронных оболочках ядер. Это глубочайшее заблуждение современной науки о микромире. Если бы так происходило, то вместо стройной системы функционирования Вселенной получился бы хаос. Само предположение о возможности такого поглощения электронов является абсурдным. Это было бы нарушение законов квантовой электродинамики. Для того, чтобы опуститься на более низкую орбиту по отношению к ядру, электрон должен многократно увеличить свою релятивистскую массу. А для этого к нему нужно подвести огромное количество энергии, которой просто неоткуда взяться.

Ядра изменяют свой заряд из-за нарушения равновесия в расположении нуклонов в ядре при электромагнитном взаимодействии между собой. При внешнем воздействии заряд ядра может измениться только при столкновении с нейтрино или при столкновении с высокоэнергетическими частицами, нуклонами, ядрами, которые двигаются с релятивистскими скоростями, и гамма квантами.

                         

   Рис.1. Внутренние структуры ядер изотопов бериллия.

Что же происходит в ядре ⁷Ве при его превращении в ядро ⁷Li? В статье автора «2. Структуры ядер изотопов водорода», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/04/isotopesofhydrogen.html был описан процесс превращения ядра трития в ядро изотопа гелия-3. В ядре ⁷Ве происходит обратный процесс превращения изотопа гелия-3 в ядро трития. При расположении протонов наверху двух нуклонных столбиков в разных нуклонных плоскостях (в одной нуклонной плоскости по соседству два протона располагаться не могут) начинается медленный процесс разогрева ядра. С таким явлением мы будем очень часто сталкиваться при рассмотрении внутренних структур более тяжёлых ядер. В конце концов, в ядре ⁷Ве верхний протон ядра трития превращается в нейтрон согласно реакции p → n + е⁺ + √е. Появившееся электронное нейтрино взаимодействует с нейтроном, который находился под протоном в ядре трития и превращает его в протон согласно реакции n + √е → p + е⁻. Появившийся электрон успевает аннигилировать с позитроном. Теперь начинается разогрев нижнего протона этого нуклонного столбика потому, что два протона в одном нуклонном столбике не могут соседствовать друг с другом. Нижний протон этого нуклонного столбика превращается в нейтрон согласно такой же стандартной реакции p + → n + е⁺ + √е. Ядро изотопа ³Не в ядре изотопа бериллия-7 превращается в ядро трития Всё это происходит мгновенно. Появившийся позитрон покидает ядро ³Не. Именно этот позитрон аннигилирует с одним из электронов, которые двигаются по своим орбитам вокруг ядра ⁷Ве. Образуется новое ядро ⁷Li. При этом образовавшееся ядро трития сдвигается на одну нуклонную плоскость по отношению к частице альфа уже в ядре ⁷Li. Это обеспечивает расположение разноимённых нуклонов в одной нуклонной плоскости по всей высоте обоих нуклонных столбиков. Ядерная реакция превращения ядра ⁷Ве в ядро ⁷Li должна записываться в виде ⁷Ве → ⁷Li + е⁺ + √е.

Ядро изотопа ⁵Ве представляет собой ядро изотопа ³Не, по обе стороны от которого в одной вертикальной плоскости вместе с ядром ³Не вращаются по одному протону. Они привязаны к единственному нейтрону и находятся с ним в одной нуклонной плоскости. Вертикальная ось вращения ядра проходит через его центр масс и полностью совпадает с осью вращения ядра ³Не. Ядро ⁵Ве теряет один протон и превращается в ядро изотопа ⁴Li, о котором шла речь в предыдущей статье о внутренних структурах изотопов лития.

Ядро изотопа ⁶Ве представляет собой два ядра изотопа ³Не, которые вращаются вокруг вертикальной оси, проходящей между ними. Но эти ядра сдвинуты друг относительно друга на одну нуклонную плоскость в вертикальном направлении. Это обеспечивает расположение по соседству в одной нуклонной плоскости двух разноимённых нуклонов. Это тоже очень неустойчивая структура. Это ядро может существовать только около 5х10⁻²¹сек. Оно распадается двумя разными путями. В первом случае ядро покидают верхний протон одного нуклонного столбика и нижний протон другого столбика, после чего образуются два ядра дейтерия, которые тоже покидают ядро. По всей вероятности, во втором случае одно ядро ³Не остаётся невредимым, два протона покидают второе такое ядро. А оставшийся нейтрон образует с оставшимся ядром ³Не ядро ⁴Не.

Ядро изотопа ⁸Ве состоит из двух ядер ⁴Не, которые двигаются вокруг вертикальной оси, проходящей между ними. Казалось бы, это ядро состоит из двух сверхстабильных ядер и должно быть стабильным. Но попытка образовать это ядро путём бомбардировки ядра ⁷Li протонами энергией 0,15 МэВ заканчивается образованием этого ядра и мгновенным его распадом на две частицы альфа. Вот эта реакция: ⁷Li + p + 0,15 МэВ → ⁴Не + ⁴Не + 17,5 МэВ. Эту реакцию впервые осуществил выдающийся английский учёный Резерфорд. Но это была его вторая ядерная реакция. О первой ядерной реакции, которую он осуществил, речь пойдёт в следующих статьях автора.

После раскрытия внутренних структур ядер изотопов лития в статье автора «4. Структуры ядер изотопов лития», http://blog-astrofizika.blogspot.com/2018/05/nuclearmeasurement.html стало понятно, что протон располагается в ядре ⁷Li над ядром трития и образует с ним вторую частицу альфа, но уже в ядре ⁸Ве. При этом выделяется большое количество энергии, и обе частицы альфа покидают ядро.

В ядре изотопа ⁹Ве появляется дополнительный нейтрон, который привязан к протону одной из двух частиц альфа ядра. Вертикальная ось вращения немного смещается в сторону частицы альфа, к которой прикреплён нейтрон. Это ядро стабильно.

В ядре изотопа ¹⁰Ве два нейтрона образуют нейтронную пару. Но расположение по соседству в одной горизонтальной плоскости верхнего нейтрона нейтронной пары и нейтрона частицы альфа приводит к тому, что верхний нейтрон пары начинает терять энергию на излучение и превращается в протон согласно реакции n → p + е⁻ + √е⁻. А само ядро превращается в ядро изотопа бора ¹⁰В. О ядрах изотопов бора будет идти речь в следующей статье.

При добавлении ещё одного нейтрона ядро изотопа ¹⁰Ве превращается в ядро изотопа ¹¹Ве, которое состоит из частицы альфа и ядра изотопа гелия ⁷Не. Средний нейтрон нейтронного столбика излучает сильнее двух других нейтронов, которые прикреплены к протонам частицы альфа в соответствующих нуклонных плоскостях. Этот нейтрон превращается в протон согласно предыдущей реакции, а ядро изотопа бериллия-11 превращается в ядро изотопа ¹¹В. В некоторых случаях, частица альфа, к которой не был прикреплён нуклонный столбик, покидает образовавшееся ядро изотопа бора, и остаётся ядро изотопа ⁷Li.

В ядре изотопа ¹²Ве полностью заполняется нейтронами нейтронный столбик. Вертикальная ось вращения этого ядра совпадает с осью вращения частицы альфа вокруг своей оси, к которой прикреплён нейтронный столбик. При бета распаде в протон превращается второй сверху нейтрон нейтронного столбика, а ядро превращается в ядро изотопа ¹²В. В очень редких случаях верхний нейтрон нейтронного столбика покидает ядро, а в протон превращается второй снизу нейтрон нейтронного столбика, а ядро превращается в ядро изотопа ¹¹В.

В ядре изотопа ¹³Ве дополнительный нейтрон прикрепляется к другой частице альфа этого ядра, но он очень быстро покидает ядро и образуется ядро изотопа ¹²Ве.

В ядре ¹⁴Ве к другой частице альфа ядра прикрепляются два нейтрона, которые образуют нейтронную пару. Один нейтрон может покинуть нейтронную пару. По всей вероятности, ядро покидает верхний нейтрон нейтронного столбика, а в протон превращается второй снизу нейтрон нейтронного столбика Тогда образуется ядро изотопа ¹³В. Если ядро ¹⁴Ве покидает нейтронная пара, то после бета распада второго снизу нейтрона нейтронного столбика образуется ядро изотопа ¹²В. Если нейтроны не покидают ядро ¹⁴Ве, то после бета распада образуется ядро изотопа ¹⁴В. По всей вероятности, в протон тоже превращается второй снизу нейтрон в заполненном нейтронном столбике.

Ядра ¹⁵Ве и ¹⁶Ве живут очень короткое время и теряют один или два нейтрона формирующегося нейтронного столбика.

На рисунке 2 показан общий вид ядра ⁹Ве с указанием габаритных размеров этого ядра.

                    

                      Рис.2. Ядро изотопбериллия-9.

Две частицы альфа и нейтрон располагаются в одной вертикальной плоскости. Вертикальная ось вращения такой фигуры проходит через центр масс ядра и смещена в сторону альфа частицы, к которой прикреплён нейтрон, приблизительно на 0,3 Ф. Диаметр ядра равен около 8,6Ф, его высота равна около 2,4Ф. Диаметр выступающей части ядра, которую образуют вращающиеся альфа частицы, равен около 5,0Ф. Нейтроны окрашены в светло-красный цвет, а протоны в светло-синий. Из-за того, что ось вращения ядра сдвинута, «видимую» боковую поверхность формирует только одна частица альфа. Боковая поверхность, формируемая второй частицей альфа, слегка «утоплена» внутрь ядра (приблизительно на 0,6Ф). Если бы обе частицы альфа были расположены симметрично относительно оси вращения ядра, то вся боковая поверхность выступающей части этого ядра выглядела бы однотонно из-за чередования нуклонов. Поэтому эта часть ядра так окрашена.

Поверхность верхнего торца этого ядра формируют протон и нейтрон, находящиеся в верхней нуклонной плоскости этого ядра. Внутреннюю часть этой поверхности, ограниченной окружностью радиусом около 0,5Ф, формирует нейтрон. Внешнее кольцо поверхности торца шириной около 0,6Ф формирует протон. Среднее кольцо шириной около 1,4Ф – это «серая зона». Эту часть поверхности этого ядра формируют протон и нейтрон, которые с калейдоскопической скоростью сменяют друг друга из-за огромной скорости вращения частиц альфа вокруг оси вращения ядра. Автор не стал усложнять рисунок и закрасил торец в светло-синий цвет.

Впервые в истории земной науки в этой статье изображено реальное ядро с указанием его формы, размеров и внутреннего устройства. Может быть, после такого события учёные НАНУ, НАСА и ЦЕРН, наконец, прекратят исследовать несуществующие кварки, малые чёрные дыры, частицы суперсимметрии, явления несуществующего большого взрыва и тому подобное, а займутся реальной наукой о микромире и космосе, созданной украинским учёным.

В следующей статье автора речь пойдёт о некоторых ядерных реакциях синтеза лёгких ядер, а в следующей статье будут раскрыты структуры ядер изотопов бора.

10. 09. 2016 года, гор Чернигов.