Техника - молодёжи 1989-10, страница 37

Матрешкин

строй ядра

mm ism

«ННШР*

Кто знает, может быть, так выглядят атомные ядра?

шолнить эту работу, мне потребовалось все напряжение фан-juouu, гги. п,и.КОе я только способен»,— признался автор публикуемого сегодня доклада. Речь идет о строении самого сложного атомного ядра, какое только можно сыскать в менделеевской таблице химических элементов — ядра урана Так много или мало воображения проявил физик? Структура, которую он нашел, вроде бы очень проста — знаменитая матрешка, да и только. Но не будем забывать, что в урановое ядро входят 237 частиц. Попробуйте-ка сконструировать из них матрешку! Придется нафантазировать очень много вариантов, чтобы удовлетворить требованиям, которые безжалостно предъявляет природа. «Грязь», приблизительность воображения тут недопустимы. Это не использование взятой со стороны схемы, и не произвольный каприз мысли. Это творчество интеллекта, зажатого, по словам Гёте, «в тиски необходимости» А заниматься такой работой, безусловно, стоило. Ведь уран — не просто химический элемент, а символ могучего добра и поистине сатанинского зла современной цивилизации.

Владимир ДЕМИДЕНКО,

физик

г. Череповец

С тех пор, как в 1911 году Э. Резерфорд открыл существование атомного ядра, не прекращается поиск моделей, которые отражали бы его уст ройство и поведение в ходе различных физических взаимодействий. Долгое время ученые предпо читали одночастичные модели, согласно которым в ядре каждый протон и нейтрон вращается сам по себе. Затем пришел черед моделей, получивших название коллективных. Они основаны на предположении, что какое-то число нуклонов (но не все) объединяется в группы, своего рода коллективы микромира. Группам присуще вращение вокруг центральной оси яд ра. Конкретных представлений о характере коллективного вращения нуклонов было предложено немало.

Сейчас в анналах ядерной физики скопилось в общей сложности около 20 моделей разных авторов Каждая из них с большим или меньшим успехом описывает ка-кой-нибудь процесс: переход ядра в состояние возбуждения, рассея ние падающих на него частиц, деление ядра, групповые движения составляющих его нуклонов и т д. Но есть и общий принцип, которому любая модель должна удовлетворять,— принцип минимизации энергии связи нуклонов в ядре. Ис ходя нз этой посылки, я предложил новую разновидность коллективной модели — оболочечную (см. «ТМ» № 5 за 1987 год)

Речь шла о структуре, построен

ной наподобие матрешки. Предполагалась такая группировка нуклонов: они упакованы в несколько оболочек, вставленных одна в дру гую. Сами же оболочки составлены из протонно-нейтронных колец, положенных друг на друга, так что в итоге получается стопка цилиндрической формы. В каждом кольце протоны чередуются с нейтронами, и по крайней мере во внешнем цилиндре общее число тех и других равное.

Атомные ядра могут состоять из одной, двух, трех и даже четырех вложенных одна в другую оболочек. Сходство с матрешкой, однако, на том заканчивается, а дальше начинаются различия Главное из них: цилиндрические оболочки не покоятся одна в другой, а вращаются в противоположные стороны Вот почему помянутому выше докладу было дано заглавие «Ядерный хоровод».

Всякое теоретическое построение предпринимается, конечно же, не ради спортивного интереса, а с целью решить те или иные нерешен ные проблемы. В ядерной физике их достаточно. Так, уже второе десятилетие не получает объяснения парадокс неожиданного уменьшения момента инерцни возбуждае

мой части ядра, на что указывают специалисты в области физики микромира, профессора Е. П. Григорьев и В Г. Соловьев. Существование этого явления установлено в результате анализа излучаемых ядрами гамма-квантов.

Совершенно ясно: эффект уменьшения частичного момента инерции есть результат групповых движений нуклонов. Логично предположить, что в ядре урана, где число протонов и нейтронов наибольшее, коллективный характер их вращения проявится наиболее выпукло. Поэтому более детальное изучение своей модели я решил провести на примере урана-237 Наиболее вероятный вариант заполнения цилиндрических оболочек ядра нуклонами представлен на рисунке. Первая из них (внешняя) имеет индекс 9Ф7. Это значит: каждый кольцевой слой содержит 9 протонов, а всего в оболочке 7 таких слоев Как уже говорилось, протоны тут строго чередуются с нейтронами, число которых в каждом кольце также равно 9.

Внутри, во второй оболочке — 5 слоев по 7X2 нуклонов в каждом, в третьей — 4 слоя по 4X2 частиц того и другого сорта, в четвертой— 2 слоя по 2X2 нейтро-

36