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Qué fenómeno físico que explica mejor la región de muy corta vida media en la tabla de nucleidos?

En este interactivo tabla de nucleidos, hay una región justo "noreste" de $^{208}\text{Pb}$ $^{209}\text{Bi}$ con muy inestable nucleidos (el amarillo/rosa/verde claro cuadrados). El más largo de la $\text{T}_{1/2}$ $^{211}\text{Po}$ $^{224}\text{U}$ es 0.511 segundos, con más de ser en la milésima de segundo para nanosegundo rango. Consulte el área de un círculo en rojo en la imagen de abajo.

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En el núclido gráfico, este "gubia" es claramente visible a partir de una milla de distancia. :-) Me gusta pensar en ello como una "isla deestabilidad". A partir de una física nuclear perspectiva, ¿Qué fenómeno explica mejor esto?

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Lewis Miller Puntos 376

Es algo irónico que esta "Isla de la Inestabilidad" podría ocurrir justo después de uno de los más estables grandes núcleos, es decir,$Pb^{208}$. $Pb^{208}$ debe su estabilidad a el hecho de que es doblemente mágico (que consta de cerrado conchas de ambos (protones y neutrones). Estos doblemente mágico sistemas son esféricos y cuando se producen cerca de la línea de la beta de estabilidad (como es el caso de$Pb^{208}$) su estabilidad es aún mayor. Entonces, ¿qué podría explicar la marcada inestabilidad de los núcleos de inmediato siguiente?

La respuesta a esta pregunta requiere algunos detalles más finos de la central nuclear de shell modelo y, específicamente, la naturaleza de los neutrones y protones de los orbitales que están de lleno en esta región. Si uno mira el estado del suelo tiradas de ambos $Pb^{209}$$Bi^{209}$, uno ve que ambos tienen spin $\frac92$. A partir de cálculos que he realizado para mi tesis de Doctorado, estos orbitales son propensos a ser$0g\frac92$$0h\frac92$, respectivamente, para los neutrones y protones de los orbitales. La única cosa acerca de esta situación es que ambos de estos orbitales tienen muy alto el impulso angular orbital (4 y 5 respectivamente).

Cuando los neutrones y los protones se agregan a un núcleo esférico, la vinculación de la fuerza para representar el total más bajo de espín nuclear sea posible. Incluso-incluso de los núcleos de la tierra estados son siempre spin 0. El alto momento angular de los orbitales de la siguiente $Pb^{208}$ significa que estos pares de entidades que se forman en la periferia nuclear (forzado por el alto momento angular de la barrera). Eso significa que $\alpha$ decaimiento (incluso-incluso sistemas) será más probable en esta región de lo que sería el caso si uno o ambos de la vinculación de los orbitales había inferior del momento angular. Como los comentarios que se han indicado, estos son en su mayoría de $\alpha$ emisores, por lo que la mayor inestabilidad se espera.

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