خط التنقيط الحراري

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
مخطط النوى من الكربون إلى الفلور . يشكل خط تنقيط البروتونات الحد الأيسر، وخط تنقيط النيوترونات الحد الأيمن. أنماط الاضمحلال :

خط التقطير النووي هو الحد الذي تصبح عنده النوى الذرية غير مرتبطة فيما يتعلق بانبعاث البروتون أو النيوترون.

لا يُؤدي أي مزيج عشوائي من البروتونات والنيوترونات بالضرورة إلى نواة مستقرة . يمكن تصور الانتقال لأعلى أو لليمين عبر الجدول الدوري للنوى بإضافة بروتون أو نيوترون، على التوالي، إلى نواة معينة. مع ذلك، فإن إضافة النيوكليونات واحدًا تلو الآخر إلى نواة معينة سيؤدي في النهاية إلى نواة جديدة تتحلل فورًا بإطلاق بروتون (أو نيوترون). بعبارة أخرى، يكون النيوكليون قد تسرب أو تقطر من النواة، ومن هنا جاء مصطلح " خط التنقيط" .

تُحدد خطوط التنقيط للبروتونات والنيوترونات عند أقصى نسبة بين البروتونات والنيوترونات ؛ فعند نسب البروتونات إلى النيوترونات التي تساوي أو تتجاوز خطوط التنقيط، لا يمكن أن توجد نوى مرتبطة. في حين أن موقع خط تنقيط البروتونات معروف جيدًا للعديد من العناصر، فإن موقع خط تنقيط النيوترونات معروف فقط للعناصر حتى النيون . [ 1 ]

وصف عام

يقتصر استقرار النواة على تركيبات البروتونات والنيوترونات الموضحة في مخطط النوى ، والذي يُسمى أيضًا وادي الاستقرار . يُحد هذا الوادي بخط تنقيط النيوترونات على الجانب الغني بالنيوترونات، وخط تنقيط البروتونات على الجانب الغني بالبروتونات. [ 2 ] توجد هذه الحدود بسبب اضمحلال الجسيمات، حيث يمكن أن يحدث انتقال نووي طارد للحرارة بانبعاث نيوكليون واحد أو أكثر (لا ينبغي الخلط بينه وبين اضمحلال الجسيمات في فيزياء الجسيمات ). وبالتالي، يمكن تعريف خط التنقيط بأنه الحد الذي تصبح عنده طاقة فصل البروتون أو النيوترون سالبة، مما يُفضل انبعاث جسيم من نظام غير مرتبط حديث التكوين. [ 2 ]

الانتقالات المسموح بها

عند النظر في إمكانية حدوث تحول نووي معين، سواء كان تفاعلاً أو تحللاً، من الناحية الطاقية، يكفي جمع كتل النواة/النوى الأولية وطرح مجموع كتل الجسيمات الناتجة من هذه القيمة. إذا كانت النتيجة، أو قيمة Q ، موجبة، فإن التحول مسموح به، أو طارد للحرارة لأنه يُطلق طاقة. أما إذا كانت قيمة Q سالبة، فهو ماص للحرارة، إذ يجب إضافة طاقة لا تقل عن هذه القيمة إلى النظام قبل أن يبدأ التحول. على سبيل المثال، لتحديد ما إذا كان نظير الكربون -12 ، وهو الأكثر شيوعًا، يمكن أن يُطلق بروتونًا إلى نظير البورون -11 ، نجد أنه يجب إضافة حوالي 16 ميغا إلكترون فولت إلى النظام لكي تتم هذه العملية. [ 3 ] في حين يمكن استخدام قيم Q لوصف أي تحول نووي، فإنه بالنسبة لتحلل الجسيمات، تُستخدم أيضًا كمية طاقة فصل الجسيمات S ، وهي تساوي معكوس قيمة Q. بمعنى آخر، تشير طاقة فصل البروتون S<sub> p</sub> إلى مقدار الطاقة اللازمة لإضافتها إلى نواة معينة لإزالة بروتون واحد. وبالتالي، تحدد خطوط تنقيط الجسيمات الحدود التي تكون فيها طاقة فصل الجسيمات أقل من أو تساوي الصفر، والتي يكون عندها الانبعاث التلقائي لتلك الجسيمات مسموحًا به من الناحية الطاقية. [ 4 ]

على الرغم من أن موقع خطوط التنقيط مُحدد بدقة باعتباره الحد الذي تصبح عنده طاقة فصل الجسيمات سالبة، إلا أن تعريف ما يُشكل نواة أو رنينًا غير مُقيد لا يزال غير واضح. [ 2 ] تتحلل بعض النوى المعروفة للعناصر الخفيفة الواقعة خارج خطوط التنقيط بفترات عمرية في حدود 10⁻²² ثانية ؛ ويُعرف هذا أحيانًا بأنه حد لوجود النواة لأن العديد من العمليات النووية الأساسية (مثل الاهتزاز والدوران) تحدث على هذا النطاق الزمني. [ 4 ] بالنسبة للنوى الأكثر ضخامة، قد تكون فترات نصف عمر انبعاث الجسيمات أطول بكثير بسبب حاجز كولوم الأقوى ، مما يسمح بحدوث انتقالات أخرى مثل تحلل ألفا وبيتا . هذا يجعل التحديد الدقيق لخطوط التنقيط صعبًا، حيث أن النوى ذات فترات العمر الطويلة بما يكفي للملاحظة موجودة لفترة أطول بكثير من النطاق الزمني لانبعاث الجسيمات، ومن المرجح أنها مُقيدة. [ 2 ] ونتيجة لذلك، يصعب رصد النوى غير المُقيدة بالجسيمات مباشرةً، ويتم التعرف عليها بدلاً من ذلك من خلال طاقة تحللها. [ 4 ]

أصل خطوط التنقيط من البنية النووية

طاقة النيوكليون داخل النواة هي طاقة كتلته السكونية مطروحًا منها طاقة الربط . إضافةً إلى ذلك، توجد طاقة ناتجة عن الانحلال: على سبيل المثال، سيُجبر نيوكليون ذو طاقة E1 على الانتقال إلى طاقة أعلى E2 إذا كانت جميع مستويات الطاقة الأدنى ممتلئة. هذا لأن النيوكليونات هي فرميونات وتخضع لإحصاءات فيرمي-ديراك . ينتج عن الشغل المبذول لنقل هذا النيوكليون إلى مستوى طاقة أعلى ضغطٌ يُعرف بضغط الانحلال . عندما تصل طاقة الربط الفعالة، أو طاقة فيرمي ، إلى الصفر، [ 5 ] يصبح من المستحيل إضافة نيوكليون من نفس الإيزوسبين إلى النواة، لأن النيوكليون الجديد سيكون له طاقة ربط فعالة سالبة - أي أنه من الأفضل طاقيًا (سيكون للنظام أدنى طاقة إجمالية) أن يُخلق النيوكليون خارج النواة. هذا يُحدد نقطة تساقط الجسيمات لهذا النوع. 

خطوط التنقيط أحادية وثنائية الجسيمات

في كثير من الحالات، لا تكون النوى على طول خطوط التنقيط متجاورة، بل تفصل بينها ما يُسمى بخطوط تنقيط الجسيم الواحد وخطوط تنقيط الجسيمين. ويعود ذلك إلى تأثير أعداد النيوكليونات الزوجية والفردية على طاقة الربط، إذ تتمتع النوى ذات الأعداد الزوجية من النيوكليونات عمومًا بطاقة ربط أعلى، وبالتالي استقرار أكبر، من النوى الفردية المجاورة. وتؤدي فروق الطاقة هذه إلى ظهور خط تنقيط الجسيم الواحد في نواة ذات عدد فردي من النيوكليونات (Z) أو عدد فردي من النيوكليونات (N) ، حيث يكون انبعاث البروتون أو النيوترون الفوري مُفضلاً من الناحية الطاقية في تلك النواة وفي جميع النوى الفردية الأخرى الواقعة خارج خط التنقيط. [ 5 ] مع ذلك، قد تظل النواة الزوجية التالية خارج خط تنقيط الجسيم الواحد مستقرةً من حيث عدد الجسيمات إذا كانت طاقة فصل الجسيمين فيها غير سالبة. وهذا ممكن لأن طاقة فصل الجسيمين تكون دائمًا أكبر من طاقة فصل الجسيم الواحد، والانتقال إلى نواة فردية أقل استقرارًا ممنوع من الناحية الطاقية. وبالتالي، يُعرَّف خط التنقيط للجسيمين عند النقطة التي تصبح فيها طاقة فصل الجسيمين سالبة، ويشير إلى الحد الخارجي لاستقرار جسيم من نوع معين. [ 5 ]

تم تحديد خطوط التنقيط أحادية وثنائية النيوترون تجريبياً حتى عنصر النيون، على الرغم من أن نظائر النيتروجين الفردية غير المرتبطة معروفة أو مستنتجة من خلال عدم الملاحظة لكل عنصر حتى المغنيسيوم. [ 2 ] على سبيل المثال، آخر نظير فلور مرتبط ذو نيتروجين فردي هو 26F ، [ 6 ] بينما آخر نظير مرتبط ذو نيتروجين زوجي هو 31F . [ 1 ]

تُعد النوى القريبة من خطوط التنقيط نادرة على الأرض.

من بين الأنواع الثلاثة للنشاط الإشعاعي الطبيعي (ألفا، بيتا، وجاما)، يُعدّ تحلل ألفا النوع الوحيد من التحلل الناتج عن القوة النووية القوية . أما تحلل البروتونات والنيوترونات الأخرى فقد حدث في مراحل مبكرة من حياة الذرات وقبل تكوّن الأرض. لذا، يُمكن اعتبار تحلل ألفا إما شكلاً من أشكال تحلل الجسيمات، أو، في حالات أقل شيوعاً، حالة خاصة من الانشطار النووي . يُعدّ النطاق الزمني للقوة النووية القوية أسرع بكثير من النطاق الزمني للقوة النووية الضعيفة أو القوة الكهرومغناطيسية ، ولذلك فإن عمر النوى التي تتجاوز حدود التحلل الإشعاعي يكون عادةً في حدود النانوثانية أو أقل. أما بالنسبة لتحلل ألفا، فقد يكون النطاق الزمني أطول بكثير من انبعاث البروتونات أو النيوترونات، وذلك بسبب حاجز كولوم العالي الذي تواجهه مجموعة جسيمات ألفا في النواة (إذ يجب على جسيم ألفا اختراق هذا الحاجز). ونتيجةً لذلك، لا توجد نوى طبيعية على الأرض تخضع لانبعاث البروتونات أو النيوترونات . مع ذلك، يمكن إنتاج هذه النوى، على سبيل المثال، في المختبر باستخدام مسرعات الجسيمات أو بشكل طبيعي في النجوم . [ 7 ] بدأ تشغيل مرفق حزم النظائر النادرة (FRIB) في جامعة ولاية ميشيغان في منتصف عام 2022، وقد أنتج العديد من النظائر المشعة الجديدة، حيث يتم استخلاص كل منها في حزمة واستخدامها للدراسة. يقوم FRIB بتمرير حزمة من النظائر المستقرة نسبيًا عبر وسط ما، مما يؤدي إلى تفكيك النوى وإنتاج العديد من النوى الجديدة، والتي يتم استخلاصها بعد ذلك. [ 8 ] [ 9 ]

التخليق النووي

غالبًا ما تحتوي البيئات الفيزيائية الفلكية المتفجرة على تدفقات هائلة من النيوكليونات عالية الطاقة التي يمكن أن تستحوذ عليها النوى الأولية . في هذه البيئات، يحدث الاستحواذ الإشعاعي للبروتونات أو النيوترونات أسرع بكثير من اضمحلال بيتا، ولأن البيئات الفيزيائية الفلكية التي تحتوي على كلٍ من تدفقات النيوترونات الكبيرة والبروتونات عالية الطاقة غير معروفة حاليًا، فإن مسار التفاعل سيتجه بعيدًا عن استقرار بيتا نحو خطوط تنقيط النيوترونات أو البروتونات، أو حتى يصل إليها. مع ذلك، بمجرد أن تصل النواة إلى خط التنقيط، كما رأينا، لا يمكن إضافة المزيد من النيوكليونات من هذا النوع إلى تلك النواة، ويجب أن تخضع النواة أولًا لاضمحلال بيتا قبل أن يحدث المزيد من عمليات الاستحواذ على النيوكليونات.

التفكك الضوئي

While the drip lines impose the ultimate boundaries for nucleosynthesis, in high-energy environments the burning pathway may be limited before the drip lines are reached by photodisintegration, where a high-energy gamma ray knocks a nucleon out of a nucleus. The same nucleus is subject both to a flux of nucleons and photons, so an equilibrium between neutron capture and photodisintegration is reached for nuclides with a sufficiently low neutron separation energy, particularly those near waiting points.[10]

As the photon bath will typically be described by a Planckian distribution, higher energy photons will be less abundant, and so photodisintegration will not become significant until the nucleon separation energy begins to approach zero towards the drip lines, where photodisintegration may be induced by lower energy gamma rays. At 109 kelvin, the photon distribution is energetic enough to knock nucleons out of any nuclei that have particle separation energies less than 3 MeV,[11] but to know which nuclei exist in what abundances one must also consider the competing radiative captures.

As neutron captures can proceed in any energy regime, neutron photodisintegration is unimportant except at higher energies. However, as proton captures are inhibited by the Coulomb barrier, the cross sections for those charged-particle reactions at lower energies are greatly suppressed, and in the higher energy regimes where proton captures have a large probability to occur, there is often a competition between the proton capture and the photodisintegration that occurs in explosive hydrogen burning; but because the proton drip line is relatively much closer to the valley of beta-stability than is the neutron drip line, nucleosynthesis in some environments may proceed as far as either nucleon drip line.

Waiting points and time scales

Once radiative capture can no longer proceed on a given nucleus, either from photodisintegration or the drip lines, further nuclear processing to higher mass must either bypass this nucleus by undergoing a reaction with a heavier nucleus such as 4He, or more often wait for the beta decay. Nuclear species where a significant fraction of the mass builds up during a particular nucleosynthesis episode are considered nuclear waiting points, since further processing by fast radiative captures is delayed.

كما سبق التأكيد، تُعدّ عمليات اضمحلال بيتا أبطأ العمليات التي تحدث في التخليق النووي الانفجاري. وهي بطيئة للغاية لدرجة أنها تُسمى عملية s ("العملية البطيئة"). من منظور الفيزياء النووية، تُحدد المقاييس الزمنية للتخليق النووي الانفجاري ببساطة عن طريق جمع أعمار النصف لعمليات اضمحلال بيتا المعنية، [ 12 ] نظرًا لأن المقياس الزمني للعمليات النووية الأخرى ضئيل بالمقارنة، على الرغم من أن هذا المقياس الزمني عمليًا يهيمن عليه عادةً مجموع عدد قليل من أعمار النصف النووية عند نقطة الانتظار.

عملية الـ r

يُعتقد أن عملية التقاط النيوترونات السريعة تحدث بالقرب من خط تساقط النيوترونات، على الرغم من أن الموقع الفيزيائي الفلكي لعملية الالتقاط السريع للنيوترونات (r-process)، الذي يُعتقد على نطاق واسع أنه يحدث في المستعرات العظمى الناتجة عن انهيار النوى ، لا يزال مجهولًا. وبينما لم يُحدد خط تساقط النيوترونات تجريبيًا بدقة كافية، ولم يُعرف مسار التفاعل بدقة، تتوقع نماذج مختلفة أن النوى الواقعة على طول مسار عملية الالتقاط السريع للنيوترونات تمتلك طاقة فصل نيوترونين ( S2n ) تبلغ حوالي 2 ميغا إلكترون فولت  . وبعد هذه النقطة، يُعتقد أن الاستقرار يتناقص بسرعة في محيط خط التساقط، مع حدوث تحلل بيتا قبل التقاط المزيد من النيوترونات. [ 13 ] في الواقع، تُعد الفيزياء النووية للمادة الغنية جدًا بالنيوترونات موضوعًا حديثًا نسبيًا، وقد أدت بالفعل إلى اكتشاف جزيرة الانقلاب ونوى الهالة مثل الليثيوم -11 ، الذي يتميز بقشرة نيوترونية منتشرة للغاية تؤدي إلى نصف قطر إجمالي يُقارن بنصف قطر الرصاص -208 . وهكذا، على الرغم من أن خط تقطير النيوترونات وعملية r مرتبطان ارتباطًا وثيقًا في البحث، إلا أنه يمثل حدودًا مجهولة تنتظر البحث المستقبلي، سواء من الناحية النظرية أو التجريبية.

عملية rp​

تحدث عملية التقاط البروتونات السريعة في انفجارات الأشعة السينية عند خط تنقيط البروتونات باستثناء بعض نقاط انتظار التفكك الضوئي. ويشمل ذلك النوى 21Mg ، و 30 S، و34 Ar، و38 Ca، و 56 Ni، و 60 Zn، و64 Ge، و 68 Se، و72 Kr، و 76 Sr، و 80 Zr. [ 14 ] [ 15 ]

من بين أنماط البنية النووية الواضحة التي تبرز أهمية الاقتران ، إذ يُلاحظ أن جميع نقاط الانتظار المذكورة أعلاه تقع عند نوى ذات عدد زوجي من البروتونات، وأن جميع نوى المغنيسيوم باستثناء 21Mg تحتوي أيضًا على عدد زوجي من النيوترونات. مع ذلك، تعتمد نقاط الانتظار على افتراضات نموذج انفجار الأشعة السينية، مثل المعدنية ومعدل التراكم والديناميكا المائية، بالإضافة إلى الشكوك النووية، وكما ذُكر سابقًا، قد لا يكون التعريف الدقيق لنقطة الانتظار متسقًا من دراسة إلى أخرى. على الرغم من وجود شكوك نووية، إلا أن عملية rp ، مقارنةً بعمليات التخليق النووي الانفجارية الأخرى، مُقيدة تجريبيًا بشكل جيد، حيث رُصدت جميع نوى نقاط الانتظار المذكورة أعلاه، على الأقل، في المختبر. وبالتالي، بما أن مدخلات الفيزياء النووية يمكن العثور عليها في الأدبيات أو تجميعات البيانات، فإن البنية التحتية الحاسوبية للفيزياء الفلكية النووية تسمح بإجراء حسابات ما بعد المعالجة على نماذج انفجارات الأشعة السينية المختلفة، وتحديد معايير نقطة الانتظار بنفسك، بالإضافة إلى تغيير أي معلمات نووية.

على الرغم من أن عملية rp في انفجارات الأشعة السينية قد تواجه صعوبة في تجاوز نقطة انتظار الجرمانيوم -64 ، [ 15 ] إلا أنه في النجوم النابضة للأشعة السينية حيث يمكن أن تستمر عملية rp ، فإن عدم الاستقرار تجاه اضمحلال ألفا يفرض حدًا أقصى قدره A  =  107 على الكتلة التي يمكن الوصول إليها من خلال الاحتراق المستمر. [ 16 ] تمنع التفاعلات النووية الضوئية (γ,p) و(γ,α) أي تقدم إضافي يتجاوز ما يسمى بدورات القصدير-الأنتيمون-التيلوريوم (SnSbTe). حتى قبل الوصول إلى هذا الحد، يُعتقد أن تدفق البروتونات ينخفض ​​بشكل كبير، مما يبطئ عملية rp ، كما أن معدلات الالتقاط المنخفضة تعني أنه لا ينبغي عادةً الوصول إلى دورة SnSbTe النهائية. [ 17 ] ومع ذلك، فقد ثبت أنه في حالة حدوث فترات تبريد أو اختلاط للرماد السابق في منطقة الاحتراق، يمكن تكوين مواد ثقيلة مثل الزينون -126 . [ 18 ]

النجوم النيوترونية

في النجوم النيوترونية ، توجد النوى الثقيلة النيوترونية عندما تخترق الإلكترونات النسبية النوى وتنتج اضمحلال بيتا العكسي ، حيث يتحد الإلكترون مع بروتون في النواة لتكوين نيوترون ونيوترينو إلكتروني:

ص + e − → ن + νهـ

مع ازدياد عدد النيوترونات المتولدة في النوى، تمتلئ مستويات طاقة النيوترونات حتى تصل إلى مستوى طاقة يساوي كتلة سكون النيوترون. عند هذه النقطة، أي إلكترون يخترق النواة سيُنتج نيوترونًا، والذي سيتسرب من النواة. عند هذه النقطة، لدينا:

هـFن=منج2{\displaystyle E_{\text{F}}^{n}=m_{n}c^{2}\,}

ومن هذه النقطة فصاعدًا تصبح المعادلة

هـFن=(صFن)2ج2+من2ج4{\displaystyle E_{\text{F}}^{n}={\sqrt {\left(p_{\text{F}}^{n}\right)^{2}c^{2}+m_{n}^{2}c^{4}}}\,}

ينطبق هذا، حيث p F n هو زخم فيرمي للنيوترون. كلما تعمقنا داخل النجم النيوتروني، تزداد كثافة النيوترونات الحرة، ومع ازدياد زخم فيرمي نتيجةً لزيادة الكثافة، تزداد طاقة فيرمي ، بحيث تصل مستويات الطاقة الأدنى من المستوى الأعلى إلى نقطة التسرب. يتساقط المزيد والمزيد من النيوترونات من النوى، فنحصل على نوى في سائل نيوتروني. في النهاية، تتساقط جميع النيوترونات من النوى، ونصل إلى باطن النجم النيوتروني السائل.

القيم المعروفة

خط التنقيط النيوتروني

لا تُعرف قيم خط تنقيط النيوترونات إلا للعناصر العشرة الأولى، من الهيدروجين إلى النيون. [ 19 ] بالنسبة للأكسجين ( Z  =  8)، يبلغ الحد الأقصى لعدد النيوترونات المرتبطة 16، مما يجعل نظير الأكسجين 24O أثقل نظائر الأكسجين المرتبطة بالجسيمات. [ 20 ] أما بالنسبة للنيون ( Z  =  10)، فيزداد الحد الأقصى لعدد النيوترونات المرتبطة إلى 24 في أثقل نظائر النيون المستقرة 34Ne . وقد حُدِّد موقع خط تنقيط النيوترونات للفلور والنيون في عام 2017 من خلال عدم رصد النظائر مباشرةً بعد خط التنقيط. ووجدت التجربة نفسها أن أثقل نظير مرتبط للعنصر التالي، وهو الصوديوم، هو 39Na على الأقل . [ 21 ] [ 22 ] وكانت هذه أول اكتشافات جديدة على طول خط تنقيط النيوترونات منذ أكثر من عشرين عامًا. [ 1 ]

من المتوقع أن ينحرف خط تنقيط النيوترونات عن خط استقرار بيتا بعد الكالسيوم، بنسبة نيوترونات إلى بروتونات متوسطة تبلغ 2.4. [ 2 ] وبالتالي، يُتوقع أن يصبح خط تنقيط النيوترونات بعيد المنال بالنسبة للعناصر التي تلي الزنك (حيث يُقدر خط التنقيط بحوالي N  =  60) أو ربما الزركونيوم (حيث يُقدر N  =  88)، إذ لا توجد تقنيات تجريبية معروفة قادرة نظريًا على إحداث عدم التوازن اللازم بين البروتونات والنيوترونات في نظائر خط تنقيط النيوترونات للعناصر الأثقل. [ 2 ] في الواقع، تم الإبلاغ عن ارتباط نظائر غنية بالنيوترونات مثل 49S و 52 Cl و 53 Ar، التي حُسب أنها تقع خارج خط التنقيط، خلال الفترة 2017-2019، مما يشير إلى أن خط تنقيط النيوترونات قد يكون أبعد من ذلك عن خط استقرار بيتا مما كان متوقعًا. [ 23 ]

يسرد الجدول أدناه أثقل نظائر العناصر العشرة الأولى المرتبطة بالجسيمات. [ 24 ]

Zالنظير
1 3 H
2 6 هو، 8 هو
3 9 Li, 11 Li
412 بي، 14 بي
517 ب، 19 ب
620 درجة مئوية، 22 درجة مئوية
723 شمالاً
824 O
927 فهرنهايت، 29 فهرنهايت، 31 فهرنهايت
1032 شمال شرق، 34 شمال شرق

ليست كل النظائر الأخف مرتبطة. على سبيل المثال، يرتبط نظير الصوديوم 39 ، بينما يكون نظير الصوديوم 38 غير مرتبط. [ 1 ]

خط تقطير البروتون

الموقع العام لخط تنقيط البروتونات معروف جيدًا. بالنسبة لجميع العناصر الموجودة طبيعيًا على الأرض والتي تحتوي على عدد فردي من البروتونات، فقد لوحظ تجريبيًا وجود نوع واحد على الأقل بطاقة فصل بروتوني أقل من الصفر. حتى الجرمانيوم ، يُعرف موقع خط التنقيط للعديد من العناصر ذات العدد الزوجي من البروتونات، ولكن لا توجد أي عناصر أخرى بعد ذلك مدرجة في البيانات النووية المُقَيَّمة. هناك بعض الحالات الاستثنائية حيث توجد، بسبب اقتران النوى ، بعض الأنواع المرتبطة بالجسيمات خارج خط التنقيط، مثل 8B و 176 Au . تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه مع الاقتراب من الأعداد السحرية ، يصبح خط التنقيط أقل وضوحًا. يرد أدناه تجميع للنظائر الأخيرة قبل خط تنقيط البروتونات، مع عدد البروتونات، Z، والنظائر المقابلة، مأخوذة من المركز الوطني للبيانات النووية. [ 25 ]

Zالنظير
2 3 هو
3 6 لي
4 7 كن
5 8 ب، 10 ب
6 9 درجة مئوية
712 شمالاً
813 O
917 فهرنهايت
1017 شمال شرق
1120 نا
1220 ملغ
1322 أ
1422 Si [ 26 ]
1526 نقطة
1627 S [ 27 ]
1731 سنتيلتر
1831 Ar [ 28 ]
1935 ألف
2140 Sc
2239 Ti [ 29 ]
2343 فولت
2546 مليون
2751 شركة
2956 بوصة مكعبة
3055 Zn [ 30 ]
3160 غا
3259 جيجا
3366 كما
3570 بر
3774 روبية
3978 Y
4182 نب
4386 تي سي
4590 Rh
4794 أغ
4998 بوصة
51106 Sb
53111 أنا
55116 سيزيوم
57120 لا
59124 بر
61129 مساءً
63135 يورو
65140 تيرابايت
67146 هو
69150 طن متري
71156 لو
73160 تا
75166 ري
77172 Ir
79176 Au، 178 Au
81182 تلا
83190 بي
85196 في
87202 فرنسي
89208 فدان
91215 باسكال
93220 Np [ 31 ]

انظر أيضاً

للمزيد من القراءة

مراجع

  1. 1 2 3 4 تاراسوف، أو بي (2017). "إنتاج النظائر الغنية جداً بالنيوترونات: ما الذي يجب أن نعرفه؟" .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 ثونيسن، م. (2004). "الوصول إلى حدود الاستقرار النووي" (ملف PDF) . تقارير عن التقدم في الفيزياء . 67 (7): 1187-1232 . Bibcode : 2004RPPh...67.1187T . doi : 10.1088/0034-4885/67/7/R04 . S2CID 250790169 . 
  3. ↑ وانغ، م.؛ أودي، ج.؛ كونديڤ، ف.ج.؛ هوانغ، و.ج.؛ نعيمي، س.؛ شو، ش. (2017). "تقييم الكتلة الذرية AME2016 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع". الفيزياء الصينية ج . 41 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030003 .
  4. 1 2 3 ثونيسن، م. (2016). اكتشاف النظائر: مجموعة كاملة . سبرينغر. ص 275-292 . doi : 10.1007/978-3-319-31763-2 . ISBN  978-3-319-31761-8. إل سي سي إن 2016935977 . 
  5. 1 2 3 سمولانتشوك، ر.؛ دوباتشيفسكي، ج. (1993). "خطوط تنقيط الجسيمات من نظرية هارتري-فوك-بوغوليوبوف مع تفاعل سكيرم". مجلة Physical Review C. 48 ( 5): R2166– R2169 . arXiv : nucl-th/9307023v1 . Bibcode : 1993PhRvC..48.2166S . doi : 10.1103/PhysRevC.48.R2166 . PMID 9969127. S2CID 12117057 .  
  6. ↑ أودي، ج.؛ كونديڤ، ف.ج.؛ وانغ، م.؛ هوانغ، و.ج.؛ نعيمي، س. (2017). "تقييم NUBASE2016 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 41 (3) 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
  7. ↑ مولر، أليكس سي؛ شيريل، برادلي إم. (1993). "النوى عند حدود استقرار الجسيمات" (ملف PDF) . المراجعة السنوية للعلوم النووية والجسيمية . 43 (43): 529-583 . Bibcode : 1993ARNPS..43..529M . doi : 10.1146/annurev.ns.43.120193.002525 .
  8. ↑ تشابمان، كيت (16 فبراير 2021). "أكبر توسع في الكون الكيميائي المعروف يستهدفه مرفق FRIB النووي" . عالم الفيزياء . منشورات معهد الفيزياء.
  9. ↑ وزارة الطاقة، مكتب العلوم (22 نوفمبر 2024). "باحثون يحصلون على أول قياس دقيق لكتلة الألومنيوم-22" . وقد وفّر مرصد FRIB 270 حزمة من النظائر النادرة للتجارب منذ بدء تشغيله للمستخدمين في مايو 2022.
  10. ↑ تشاو، ب.؛ تشانغ، س. كيو. (2019). "عملية الالتقاط السريع للنيوترونات باستخدام نموذج الكتلة عالي الدقة WS4 المُطوَّر حديثًا" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 874 (5): 5. Bibcode : 2019ApJ...874....5Z . doi : 10.3847/1538-4357/ab0702 .
  11. ^ ثيلمان، فريدريش كارل؛ كراتز، كارل لودفيج. فايفر، بيرند؛ روشر، توماس. وآخرون . (1994). “الفيزياء الفلكية والنوى بعيدة عن الاستقرار”. الفيزياء النووية أ . 570 ( 1– 2): 329. بيب كود : 1994NuPhA.570..329T . دوى : 10.1016/0375-9474(94)90299-2 . 
  12. ↑van Wormer, L.; Goerres, J.; Iliadis, C.; Wiescher, M.; et al. (1994). "Reaction rates and reaction sequences in the rp-process". The Astrophysical Journal. 432: 326. Bibcode:1994ApJ...432..326V. doi:10.1086/174572.
  13. ↑Wang, R.; Chen, L.W. (2015). "Positioning the neutron drip line and the r-process paths in the nuclear landscape". Physical Review C. 92 (3): 031303–1–031303–5. arXiv:1410.2498. Bibcode:2015PhRvC..92c1303W. doi:10.1103/PhysRevC.92.031303. S2CID 59020556.
  14. ↑Koike, O.; Hashimoto, M.; Arai, K.; Wanajo, S. (1999). "Rapid proton capture on accreting neutron stars – effects of uncertainty in the nuclear process". Astronomy and Astrophysics. 342: 464. Bibcode:1999A&A...342..464K.
  15. 12Fisker, Jacob Lund; Schatz, Hendrik; Thielemann, Friedrich-Karl (2008). "Explosive Hydrogen Burning during Type I X-Ray Bursts". The Astrophysical Journal Supplement Series. 174 (1): 261. arXiv:astro-ph/0703311. Bibcode:2008ApJS..174..261F. doi:10.1086/521104. S2CID 119342620.
  16. ↑Schatz, H.; A. Aprahamian; V. Barnard; L. Bildsten; et al. (April 2001). "End Point of the rp Process on Accreting Neutron Stars"(subscription required). Physical Review Letters. 86 (16): 3471–3474. arXiv:astro-ph/0102418. Bibcode:2001PhRvL..86.3471S. doi:10.1103/PhysRevLett.86.3471. PMID 11328001. S2CID 46148449. Retrieved 2006-08-24.
  17. ↑Lahiri, S.; Gangopadhyay, G. (2012). "Endpoint of rp process using relativistic mean field approach and a new mass formula". International Journal of Modern Physics E. 21 (8): 1250074. arXiv:1207.2924. Bibcode:2012IJMPE..2150074L. doi:10.1142/S0218301312500747. S2CID 119259433.
  18. ↑Koike, Osamu; Hashimoto, Masa-aki; Kuromizu, Reiko; Fujimoto, Shin-ichirou (2004). "Final Products of the rp-Process on Accreting Neutron Stars". The Astrophysical Journal. 603 (1): 242–251. Bibcode:2004ApJ...603..242K. doi:10.1086/381354. S2CID 121805380.
  19. ↑"Three First-ever Atomic Nuclei Created; New Super-heavy Aluminum Isotopes May Exist". Sciencedaily.com. 2007-10-27. Retrieved 2010-04-06.
  20. ↑"Nuclear Physicists Examine Oxygen's Limits". Sciencedaily.com. 2007-09-18. Retrieved 2010-04-06.
  21. ↑Ahn, D.S.; et al. (2018). New isotope of 39Na and the neutron dripline of neon isotopes using a 345 MeV/nucleon 48Ca beam (Report). RIKEN Accelerator Progress Reports. Vol. 51. p. 82.
  22. ↑Ahn, D. S.; Amano, J.; Baba, H.; Fukuda, N.; Geissel, H.; Inabe, N.; Ishikawa, S.; Iwasa, N.; Komatsubara, T.; Kubo, T.; Kusaka, K.; Morrissey, D. J.; Nakamura, T.; Ohtake, M.; Otsu, H. (2022-11-14). "Discovery of 39Na". Physical Review Letters. 129 (21) 212502. Bibcode:2022PhRvL.129u2502A. doi:10.1103/PhysRevLett.129.212502. PMID 36461972.
  23. ↑Neufcourt, L.; Cao, Y.; Nazarewicz, W.; Olsen, E.; Viens, F. (2019). "Neutron drip line in the Ca region from Bayesian model averaging". Physical Review Letters. 122 (6): 062502–1–062502–6. arXiv:1901.07632. Bibcode:2019PhRvL.122f2502N. doi:10.1103/PhysRevLett.122.062502. PMID 30822058. S2CID 73508148.
  24. ↑"Interactive Chart of Nuclei".
  25. ↑ "المركز الوطني لبيانات الطاقة النووية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2010 .
  26. ^ شينغ، واي إم؛ لو، YF؛ تشانغ، YH؛ وانغ، م. تشو، X. H .؛ لي، جي جي؛ لي، K. H.؛ يوان، س. نيو، YF؛ قوه، JY؛ بى، JC. شو، F. R.؛ دي انجيليس، G.؛ ليتفينوف، يو. أ.؛ بلوم، ك.؛ تانيهاتا، أنا. ياماغوتشي، T.؛ يو، ي.؛ تشو، العاشر. شو، HS؛ تشن، ZY. تشن، RJ. دينغ، HY؛ فو، C. Y .؛ قه، دبليو دبليو؛ هوانغ، WJ؛ جياو، HY؛ لي، إتش إف؛ لياو، T.؛ شي، JY؛ سي، م. صن، م.ز. شواي، ب. تو، X. L.؛ وانغ، كيو؛ شو، إكس؛ يان، إكس إل؛ يوان، واي جيه؛ تشانغ، إم (2 يوليو 2025). "الكشف عن خاصية السحر عند Z = 14 من خلال كتلة نواة خط انسكاب البروتون Si 22". رسائل المراجعة الفيزيائية . 135 (1). doi : 10.1103/ffwt-n7yc .
  27. ^ فوميتشيف، AS؛ موخا، إي جي؛ ستيبانتسوف، SV. غريجورينكو، LV. ليتفينوفا، إيف. تشودوبا، V.؛ إيجوروفا، آيوا؛ جولوفكوف، MS؛ جورشكوف، إيه في؛ جورشكوف، فيرجينيا؛ كامينسكي، ج. كروبكو، سا. بارفينوفا، يو. لام. سيدورشوك، سي. سليبنيف ، جمهورية صربسكا . تير أكوبيان، GM؛ ولسكي، ر.؛ جوكوف ، إم في (يونيو 2011). "العمر الافتراضي هو 26 ثانية والحد الأقصى لطاقة الاضمحلال 2p". المجلة الدولية للفيزياء الحديثة ه . 20 (06): 1491– 1508. أرخايف : 1006.4345 . doi : 10.1142/S0218301311018216 .
  28. ↑ موخا، إ.؛ وآخرون (2018). "انحراف عميق يتجاوز خط تنقيط البروتون. الجزء الأول: سلاسل نظائر الأرجون والكلور". مجلة Physical Review C. 98 ( 6) 064308: 064308–1–064308–13. arXiv : 1803.10951 . Bibcode : 2018PhRvC..98f4308M . doi : 10.1103/PhysRevC.98.064308 . S2CID 119384311 .  
  29. ↑ مايرفرانكنفيلد، د.؛ بوري، أ.؛ ثونيسن، م. (2011). "اكتشاف نظائر السكانديوم والتيتانيوم والزئبق والإينشتاينيوم". جداول البيانات الذرية والنووية . 97 (2): 134-151 . arXiv : 1003.5128 . Bibcode : 2011ADNDT..97..134M . doi : 10.1016/j.adt.2010.11.001 . S2CID 97263560 . 
  30. ↑ غروس، جيه إل؛ كلايس، جيه؛ كاثاوا، جيه؛ ثونيسن، إم. (2012). "اكتشاف نظائر الزنك والسيلينيوم والبروم والنيوديميوم". جداول البيانات الذرية والنووية . 98 (2): 75-94 . arXiv : 1012.2027 . Bibcode : 2012ADNDT..98...75G . doi : 10.1016/j.adt.2011.12.001 . S2CID 67813061 . 
  31. ↑ تشانغ، زي واي؛ غان، زي جي؛ يانغ، إتش بي؛ وآخرون (2019). "نظير جديد 220 نبتونيوم: دراسة متانة إغلاق الغلاف N = 126 في النبتونيوم". رسائل المراجعة الفيزيائية . 122 (19) 192503. رمز Bibcode : 2019PhRvL.122s2503Z . doi : 10.1103/PhysRevLett.122.192503 . PMID 31144958. S2CID 169038981 .