الأعداد السحرية .. ثبات وإستقرارية..
من النماذج النووية الهامة التي نشأت في محاولة من العلماء لتفسير التركيب النووي .. النموذج القشري وما المقصود به ,,
أصبح واضحا لدى العلماء أن الكثير من الخواص النووية تتغير بصفة دورية في نزعة تشبه بدرجة كبيرة النظام الدوري للعناصر,,
من هنا توقع العلماء أن الكثير من الآراء والمفاهيم التي أثبتت كفاءتها في تحديد التركيب الإلكتروني للذرات لا بد وأن تنطبق على موضوعات الفيزياء النووية ,
ومن ذلك التركيب القشري ,, فقد وجدنا أثناء دراستنا للجدول الدوري أن هناك عناصر خاملة لا تستطيع المشاركة في التفاعلات لأن التركيب الذري لها عبارة عن قشور مغلقة ( مدارات مليئة بالإلكترونات) مما أدى بها لحالة الإستقرار تلك ,,
وقياسا على التركيب الذري افترض أن النواة هي الأخرى تحتوي على مناسيب طاقة أو قشور تتوزع فيها النيوكلونات بنفس قواعد التوزيع الذري ,, ( النيوكلونات تميل لملء المستويات الأقل طاقة أولا , مبدأ باولي للإستبعاد _ إستحالة تواجد نيوكلونين بنفس الحالة الكوانتمية)
وتكون الجسيمات التي توجد في حالات ذات مقادير طاقة متقاربة قشرة والقشرة تكون مقفلة إذا كانت كل مستوياتها مشغولة تماما بالجسيمات ( بروتونات , نيوترونات )
وتكون مثل هذه القشور ذات استقرار مرتفع أي طاقة ترابط مرتفعة للجسيمات حتى بالقياس إلى طاقة ترابط نفس القشرة قبل إمتلائها النهائي,,
وقد اصطلح على تسمية عدد البروتونات والنيوترونات في هذه القشور بلأعداد السحرية ,, لماذا لست أدري ربما لفرحة مكتشفها بها كون النتائج العملية أكدت نظريته فلم يجد أروع من هذه التسمية للتعبير عن فرحته وحق له أن يفرح ,, لا علينا..
, وبوجه عام فالحقائق العملية تشير إلى وجود أنوية مستقرة خاصة عندما يكون Z N زوجيان لاسيما الأعداد التالية :
2 , 8 , 20 , 50 , 82 , 126
وتتميز النوى التي تحقق نيوكلوناتها هذا التركيب السحري بأنها أكثر ثباتا واستقرارا ,,
هل الأعداد السحرية بالفعل حقيقة ملموسة على أرض الواقع النووي ؟ مالأدلة على وجودها ,,
أولا .. فيما يتعلق بطاقة الترابط النووي /- أثناء دراسة المنحنى الذي يربط بين طاقة الترابط لكل نيوكلون وعدد الكتلة للأنوية المختلفة وجد أن المنحنى لا يكون أملسا بل إن هناك بعض النتوءات والثنايا هذه النتوءات تقابل زيادة مفاجئة في طاقة الترابط النووي لكل نيوكلون..
- وقد وجد أن هذه الثنايا توجد عند :
-
- Z= 82 ’ N= 50) Po)
-
(Sn ( Z= 50 , N= 70
Ce ( Z= 58 , N = 82
Sr ( Z= 38 , N= 50
وفي دراسات أخرى عينت كتل N = 20 , 28 ) , Z= 20 , 28 ) حيث وجد أن هناك نهايات عظمى لقيم الترابط النووي لكل نيوكلون عند هذه القيم ,,
ثانيا/ فيما يتعلق بوجودها في الطبيعة :إن استقرارية الأنوية لا يتعلق فقط بطاقة الربط بل يتصل إتصالا وثيقا بمدى وجودها في الطبيعة فقد وجد أن هناك ارتباطا محددا بين طاقات الترابط النووي ومدى الإنتشار في الطبيعة وعلى هذا فيمكن الإستدلال على الإستقرار النسبي للعناصر المختلفة بعدد النظائر المستقرة للعنصر ,, فمثلا,,
- القصدير (Z= 50 ) يتميز بكثرة نظائره المستقرة إذ تقدر بعشرة نظائر , وكذا الرصاص ( Z = 82 ) فله أربع نظائر مستقرة كما أنه يمثل الناتج النهائي للعناصر ذات النشاط الإشعاعي الطبيعي ,,
-
رابعا / فيما يتعلق بالنشاط الإشعاعي :النواتين ,,
N=128 , Z= 84 ) ,, At )
(PO ( Z= 84 , N = 128
هاتان النواتان تشعان على غير العادة جسيمات ألفا عالية الطاقة , بينما النواة الإبنة التي تنتج عن الإنحلال والتي لها عدد126 من النيوترونات أكثر استقرارا ,,
وقد وجد علاقات شبيهة بذلك في حالة التفكك البيتاوي فطاقة جسيمات بيتا تكون كبيرة عندما يكون عدد البروتونات أو النيوترونات في النواة الإبنة مساويا للعدد السحري .
خامسا / الإيزونات ( أنوية لها نفس عدد النيوترونات )
توجد سبعة أيزونات مستقرة , ( N = 82 ) بينما لا سوى واحد عدد نيوتروناته 83 , كما أنه يوجد ستة أيزونات مستقرة عدد نيوتروناتها N=50 في حين أنه لعدد نيوترونات (N= 51 , N = 49 ) لا يوجد سوى واحد لكل منها.
رابعا .. باعثات النيوترونات :
من الأدلة الأخرى على وجود قشور مقفلة عند ( N = 50 , 82 ) النوى التي يطلق عليها باعثات النيوترونات المتأخرة من بين نواتج الإنشطار لليورانيوم , هي الكريبتون ( Z= 36, N= 51) والزينون ( Z= 54 , N= 83) حيث تكون طاقة ترابط النيوترون الأخير صغيرة جدا لدرجة أن هذا النيوترون يمكن أن يفقد بسهولة تاركا كريبتون له ( N= 50 ), زينون ( N = 82) الأكثر استقرارا,,
سادسا / مساحة المقطع المستعرض لامتصاص النيوترونات يكون صغير جدا في حالة النوى ذات الأعداد النيوترونية 50 , 82 , 126.
تلك الأمثلة كلها تمثل أعظم أدلة على ما يعرف بالأعداد السحرية ,, أعداد ليس بينها أي علاقة معينة تكون الأنوية عندها في حالة استقرار فعلا ,, إنها سحرية .. فسبحـــــــــان من كل شئ عنده بمقدار,,
ما جعلني أستبعد أن تكون الأعداد السحرية هي وراء التحول المفاجئ للقوى النووية من النجاذب للتنافر في حدود أجزاء من عشرة فيرمي هو عدم تطرقها والنموذج القشري الذي أنجبها عن التفاعل بين النيوكلونات بعضها ببعض.
أرجو أن تجدوا الفائدة بهذا الجهد المتواضع..
الأسطوووووووووووووووووورة