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内容提要：原子核是由中子和质子构成，中子和质子是靠强相互作用结合在一起的，强相互作用其实就是电磁力，因为用电磁力的观点可以很好地解释强相互作用的特性。 中子和质子首先结合成了中质串，极小的原子核就是由中质串构成的，较小的原子核是由两个中质串构成的，较大的原子核是中质串连成环形构成的，最后原子核的结构变成了内、中、外三套环。 此结构不仅可以解释任一核素的稳定性，对较大的电四极矩和超形变转动带也符合的很好，本结构还推出质子和中子具有两套不同的幻数，并有大量的事实可以证明新幻数是正确的。 关键词：原子核、强相互作用、质子、中子、幻数、中质串、核素、元素。
目录： 一、前言 二、传统的原子核模型 三、强相互作用的本质 四、原子核的结构 五、质子和中子的幻数 六、幻数的由来 七、原子核结构式 八、对原子核稳定性和其它性质的解释 九、参考文献 一、前言 原子物理学是一门古老而又年轻的科学，直到本世纪三十年代才出现了发展的鼎盛时期。 1932年安德孙发现了正电子；查德威克发现了中子；海森伯等人提出了原子核由质子和中子组成的设想。到了 1937年玻尔提出了原子核的液滴模型。四十年代以后，原子能的利用越来越广泛了。所以，劳厄在他的《物理学史》中写道：“二十世纪给原子论带来了完全的胜利。”然而笔者却有不同的看法，认为劳厄所说的“完全的胜利”尚不“完全”。因为原子物理学在理论上的研究自三十年代之后就停滞不前了。可以说自三十年代以来的六十年中，原子物理学在理论上的成效甚微，留下了大量疑难问题尚待解决。比如 一些元素为什么会产生天然蜕变？ “蜕变定律”果真是有果无因的吗？ β蜕变产生的负电子到底从何而来” γ 射线果真与元素的嬗变没有直接关系吗。 原子核中果真没有负电子存在吗？ 原子核果真如“液滴”一般吗？ 质子和中子到底由什么构成？ 强相互作用果真是因为核子“集聚非常紧密”产生的吗？ 中子、γ光子和中微子为什么会具有特别强的穿透本领？它们果真是“中性”的吗？ 明线光谱反应的果真是原子中的能级吗？ 等等等等问题是现代原子物理学无法正确作答的。之所以不能正确作答，就因为物理学自相对论和量子力学产生后，微观粒子的物质性被否定了，一切微观粒子相互间的转化皆被视为能量的转化了。 物理学明明发现了天然放射性元素的原子核会释放出电子来，却不肯承认电子是原子核的组成部份，而且还要把波动力学（量子力学）的结论当作证明原子核中不存在电子的依据。 象数理化自学丛书《物理》第四册第 284页就对强相互作用的产生作随意的解释： “我们知道，质子都带有单位正电荷，它们彼此间距离又这样小，显然它们之间的电磁斥力一定很大、那又是什么作用使它们这样紧密地集聚在一起的呢？是万有引力吗？不可能。因为质子间的万有引力要比静电斥力小得多。由此可见，在原子核里，在各个核子之间一定存在着一种引力，而这种引力的总和一定要比质子之间电磁斥力的总和大得多，只有这样才能使原子核保持稳定。我们把核子之间这种引力称为强相互作用。实验指出，核子只有在聚集得非常紧密的情况下才呈现出强大的强相互作用，……” 这段论述，完全说不出强相互作用缘何而生，只能无可奈何地把强相互作用归之于“聚集得非常紧密”。这正如人们问“人不吃饭为什么要饿”答曰“因为人没有吃饭”的同义反复一样，并未回答出强相互作用产生的原因。 在这种质能互变的“新观念”下，物理学完全丧失了探索原子核和核子的成份和结构的能力。自 1937年玻尔提出原子核的“液滴模型”之后，再也没有人提出比玻尔模型更先进的核模型来。而玻尔的“液滴模型”把核子比作宏观液滴中运动着的分子；把原子核受到粒子轰击后形成不稳定复核的过程与液滴受热相比；把粒子从复核里飞出比作液滴的蒸发。所有这些统统都是比喻，并未揭示出原子核结构和核子的成份和结构的真谛来。 总之，现代物理学对原子核结构、对核子的成份和结构、对“基本”粒子的成分和结构、对“基本”粒子之间的转化关系、对强相互作用产生的原因等等皆是一无所知的。 （ 参考文献1） 上面是我引用了熊宇丹论文中的话作为我的引言，熊宇丹的论述说明现在对原子核的认识还很不够，我们还有大量的问题要解决，并且暗示，量子力学是错误的学术，质子和中子是由正、负电子组成的（这正是我《 粒子的组成与结构 》中论述的观点）。 二、传统的原子核模型 最早被人们提出的原子核模型是气体模型，这种模型认为原子核中的质子、中子是类似于气体分子的集合，但由于该模型说明原子核的性质不多，而被人们所淘汰。 第二种模型为液滴式模型，是在二十世纪三十年代由丹麦的玻尔等提出，主要利用强相互作用的短程、饱和性质，把原子核看成一个密度很大的液滴，对核裂变、原子核的稳定性、推算原子核的半经验质量公式获得了很大的成功，但对原子核的细节上的描述，很难做出有效的说明。 第三种模型是 a粒子模型，主要依据是原子核a粒子衰变以及一些原子核具有整倍数的 a离子的特征，但大量的事实不支持这样结论。 第四种是壳式模型，对原子核的试验结果进行归纳的结果，核子的递加所呈现的特定的规律性，比如当质子和中子的数目等于 2、8、20、 28、50、82、 126时，原子核特别稳定、结合能特别大。就称这些数为幻数。这些现象显示，原子核内部的填充可以和原子内部的填充相类似，存在某种壳层结构。根据这一模型，当原子核中的质子和中子的数目为幻数时，核子恰好填满封闭的壳层。壳层模型是采用量子论的方法在粒子独立运动的基础上提出的，不能体现核子间的相互作用。 第五种是综合模型，壳层模型注重于单个的核子运动的研究，液滴模型则把原子核所有的运动归结为整个集体的运动，把这两种模型综合起来考虑就是这种综合模型。 对如上五种原子核模型，从力学的角度上我不认为是合理的。因为最重要的是在如上五种模型中没有处理作为物理基础的因果关系，也就是力学的依据。第一种模型原子核没有使原子核中的各个核子凝聚在一起的作用，必然会不存在。第二种模型因为短程强相互作用的作用，必然会最终形成稳定的固体的结构。第三种模型原子核的质量上是不遵守这样的规律的。第四种模型，如果核子间存在着相互作用，那么这些核子又怎么能在稳定的轨道上运行呢？这显然是很难的。即便采用综合的方法来提出第五种的综合模型，那么这又怎么能合理的解释呢？ （ 参考文献2 ） 上面我又引用了志勰的论述，说明了现在人们对原子核的认识，也反映出现在原子理论的不足。 三、强相互作用的本质 要认识原子核的结构，首先必须认识强相互作用，认识强相互作用，这是揭开核结构的关键，不了解强相互作用去研究原子核的结构，那只能是胡乱猜想。 从我的论文《 粒子的组成与结构 》中看出， 从理论上讲，在理想状态下，质子之间的磁相互作用应比电相互作用在最大时大约可以大 2000倍，而实际人们估计的是强相互作用比电磁力大约只大100倍，由此看出，用电磁力解释强相互作用是合理的 （ 参考文献3 ）。即强相互作用其实是核子之间的电磁相互作用。 根据中子数随质子数增加而增加的现象和强相互作用是电磁力的特征推出，中子和质子一定构成了如图 1的形式，我们称它为中质串。（ 1n1p串又称为中质对。）
在《粒子的组成与结构》中我们知道，中子和质子是正、负电子串连成环形构成的，那我们能不能猜想原子核也是中质串连成环形构成的。这个猜测是否正确，那就要看这样的结构能否得到理论和实践的支持。 由于中子和质子都具有很强的磁性，所以中子和质子以磁极相连构成如图 1所示的中质串是没有问题的，那么中质串能否相互结合在一起，下面的试验可以说明这点。 取两块条形磁体，以磁极相反的形式“肩并肩”相互靠近，如图2。
现在假设这两块磁体均匀地带有相同电量的正电，并且在它们相距10.5 厘米时电斥力与磁引力正好相等，即都为2180 达因，那么根据电荷之间作用力的公式F 电=K ·q2/r2 得: K ·q2=F 电· r2=2180达因× (10.5厘米)2=240345 达因·厘米2 F 电=240345 达因·厘米2 /r2，根据上表距离，算出对应的电斥力。
将磁引力减去电斥力 (F合 ＝F 磁－ F电 )得：
将上表数字放入坐标 1中。
从坐标 1中看出，这两个电磁体从无限远处逐渐靠近时，先由斥力逐渐变为引力，后又由引力逐渐变成了斥力，即这两个电磁体有两个平衡点，一个内平衡点，一个外平衡点，外平衡点是不稳定平衡，距离稍远离一点，因斥力的作用会使它们无限远离，距离稍靠近一点，引力又会将它们进一步拉近。内平衡点是稳定平衡，距离远离一点，引力会将它们拉近，距离靠近一点，斥力又会将它们推开。所以这两个电磁体完全可以既不会远离，也不会靠近 ,稳定地结合在一起 。 也许你会说中质串的电性和磁性并不相当，磁性远远大于电性，怎么会出现电斥力和磁引力相等的状态，实验表明，当磁引力远远大于电斥力时，它们的内平衡点将会向内靠近，外平衡点向外伸展，并且 F合 的峰值将会更高，即在一定的范围内，磁引力远远大于电斥力，也总可以出现内、外衡点，这正好显示出了强相互作用是短程力和强相互作用具有斥心性的特征。 从上面的实验说明，强相互作用就是：磁引力远远大于电斥力的电磁体，磁引力减去电斥力后的作用力。如果有不带电的粒子，强相互作用就是 具有很强磁场的粒子之间的磁相互作用。我们在回忆一下弱相互作用， 弱相互作用就是：电引力和磁斥力相当的电磁体，电引力减去磁斥力后的作用力 。 （参考文献3）也就是说强相互作用和弱相互作用都是电磁力。 四、原子核的结构 通过我多年的研究，我推出了一种新的原子核结构，它是固体壳层结构，此结构只用经典物理知识就可解释原子核的所有性质。下面的坐标 2是我根据“天然元素的相对丰度” （参考文献4 ）绘制的坐标。
天然元素在自然界中含量的大小，可以反映出元素的稳定程度，含量大，说明原子核稳定，含量小，说明原子核不太稳定（惰性气体除外），在自然界中不存在，说明原子核不稳定。用我推出的原子核结构可解释为什么从 Ba到W 连续18 种元素有较大含量，并且含量相近，而且中间却有一种元素Pm 却不能存在；为什么从Re 到Au 连续5 种元素含量小，并且含量接近；为什么43 号元素Tc 是中核却是放射性元素；为什么235 U比234 U和236 U还稳定；为什么O 、Ca 、Fe 、Zr 、Sn 、Ba 、Pb 、W、Th、 U处在元素含量变化趋势线的上方（元素含量变化趋势线从 Fe元素出发，是因为 Fe元素的核子平均结合能最大，以后核子的平均结合能变小，稳定性变差，在自然界中的含量就应该变少）。总之用我推出的原子核结构只用经典物理知识就可解释任一核素的稳定性和原子核的其它性质，所以说我推出的原子核结构是绝对正确的，这是量子力学永远也无法实现的。只要你能耐心地将它看完，你一定会同意我的观点的。 原子核的结构到底是怎样的，让我再引用 许海涛的论述，来表达一下我的看法。 原子核并不是那种单纯的“核”，而是由质子和中子较均匀地相间排列成键，然后首尾相连而构成的核子环，围绕其自身的轴线高速转动而形成的壳层结构的带电液滴球核 （我认为是固体圆筒核：作者注） 。由于核子都集中在核子环上，因此，原子核具有空虚的质心。 在核子环上，每个核子只与它两侧的核子有强相互作用，形成两个核键达饱和，而与其它的核子一般不再有强相互作用作用。这就是强相互作用在原子核内的饱和性。 （ 参考文献5 ） 许海涛的观点与我对原子核的理解基本相同，通过我长时间的研究，对原子核壳层结构中的质子和中子进行了准确定位， 根据上面强相互作用的本质可以说明，中质串完全能够以“肩并肩”的形式结合成由两个中质串形成的稳定整体，小原子核的结构就是这样，如图 3。
当核子较多时，原子核的结构又会是怎样的呢，我们自然会想到，中质串连成环形不是更稳定吗？根据我反复考虑，原子核的主要结构如图 4，其它原子核的结构都是在这些结构的基础上增加核子的。
5 号以前的元素因为核子数较少，没有形成环，都是以一个中质串或两个中质串的形式存在，如图３，从 6号元素起就形成了环状结构，当原子核只有一个环时，最小的环是 6元环6 C6，最大的环是 10元环 10Ne10 ，以后核子就增加在10 元环上，形成了20 Ca20、 40Zr50 、和50 Sn70的饱和结构，当质子数超过 53时，因中质串太长，原子核变得很不稳定，结构发生了改变，变成了内、中、外三套环，如图 4中56 Ba82的结构，以后的核子就增加在内、中、外三套环上，又形成了 82Ba126 和92 U146的饱和结构。此结构可解释任一核素的稳定性，并对原子核的其它性质也符合得很好。 五、质子和中子的幻数 目前科学家已知的幻数有2、8、 20、28、50、 82、126，幻数附近的核具有较高的稳定性。 （ 参考文献6 ）。 现在人们认为质子和中子的幻数是相同的，都是2 、8、20、 28、50 、82 、126 ，根据我对原子核的认识认为，质子和中子的幻数并不相同，它们分别是：
我所总结出来的幻数是否正确，请看下面的解释 元素的稳定性不仅与质子数有关，与中子数的关系也很大，对某一元素的稳定性来说，到底是质子数起主导作用还是中子数起主导作用，有时很难说清，我们在比较质子数对元素稳定性的影响时，为了不受中子数的干扰，我们可以把丰度最大的那种同位素去掉，然后比较元素在自然界中的百分含量，这就避免了中子数对元素稳定性的影响。如果某元素去掉丰度最大的那种同位素后含量仍然很高，说明该质子数与中子数有较多的组合，适应范围广，形成的结构稳定，该质子数就应该是幻数；相反，某元素去掉丰度最大的那种同位素后含量较低，说明该元素的稳定是中子数的功劳，质子形成的结构并不是很稳定，这样就可以比较出哪些质子数形成的核较为稳定，哪些质子数形成的核不太稳定。由于质子幻数不可能是奇数，为了简明，我们只比较质子数是偶数时对元素稳定性的影响，见坐标３，“去掉丰度最大的同位素后，质子数是偶数的非惰性气体元素在自然界中的百分含量曲线”。
计算方法是： A=M-M×n% A 是去掉丰度最大的同位素后，元素在自然界中的百分含量。 M 元素在自然界中的百分含量。（参考文献4 ） n 丰度最大的同位素的丰度（ 参考文献7 ） 从这条曲线中看出，在 30号元素之前，质子数没有显示出明显的优越性，因为这以前质子形成的结构大都是稳定的，在 30号元素之后就不同了，元素的百分含量出现了几个明显的峰值，它们是 40Zr、50Sn 、56 Ba、82 Pb、92 U，说明质子数是40 、50 、56 、82 、92 时形成的结构非常稳定，它们都应该是质子的幻数。（74 W的百分含量虽然较大， 74不是幻数， 74W含量大的原因后面有解释。） 我们再看一下“零能中子强度函数与质子数的关系”， （参考文献 8）。我们发现零能中子强度的低谷正好落在了质子数为 20、30 、40 、50 、56 、82 、92 的附近，( 在74 和80 处较低的原因看完后面的内容就明白了) ，中子强度较低，说明质子对中子控制的较牢，质子的结构已达到饱和，这一现象也能说明 20、30 、40 、50 、56 、82 、92 是质子的幻数。
质子的幻数已被证明，中子幻数与事实能否相符。 原子核结构的主架是质子建立的，中子起着不可缺少的补充作用，由于质子和中子相互之间发生的是强相互作用，它们必然是紧密地结合在一起，为了使得原子核尽可能稳定，中子总是趋向于最合理的状态，因此，当质子的结构达到饱和时，中子也尽可能趋向于饱和，即中子幻数与质子幻数应该是对应的。 2 、8、20、 50、82 、126 为中子的幻数，这就不必说了，因为我的观点和现在人们的观点相同，我还认为 30、70 、146 也是中子的幻数，而现在人们却认为28 是中子的幻数，到底哪个观点对，请看下面的论述。 现在我们先看 28和30 哪个应该是中子的幻数。
【注：元素在自然界中的百分含量 （参考文献 4）；同位素的丰度 （ 参考文献7 ）】 从表中看出， 26Fe30 的含量远远大于任一含28 个中子的核素，25 Mn30的含量也比 24Cr28 和23 V28大， 说明含30 个中子的核比含28 个中子的核稳定得多，所以说30 比28 更适合作为中子的幻数。 质子数在 22--82之间的偶数元素中， Fe30在同位素中的丰度是最大的，是 91.52％，而含 28个中子最大的是 Cr28，占 83.8％。并且在此其间，最轻同位素的丰度 Ni30 是最大的，占 67.76％，而28 个中子形成的最轻同位素丰度最大的是Fe28 ，只占5.90 ％，这就更加证明，30 比28 更适合作为中子的幻数。（参见同位素的丰度 ） （参考文献7 ） 在自然界中， 28Ni的百分含量是0.01％， 30Zn的百分含量是0.008%， 28Ni略大于30Zn 。28 Ni百分含量大的原因是它具有中子的幻数 30，如果我们把同位素中丰度最大的 28Ni30 从28 Ni中去掉，把 30Zn34 从30 Zn中去掉，剩下核素在自然界中的百分含量 28Ni是0.0032%， 30Zn是0.005%， 30Zn的丰度就大于28Ni ，说明由30 个质子构成的原子核比由28 个质子构成的原子核稳定，28 Ni的含量大是由30 个中子引起得，这个现象不仅说明30 作为中子的幻数是合理的，而且更能说明30 作为质子幻数的正确性，所以30 比28 更适合作为质子和中子的幻数。 大量的事实证明， 30才是真正的质子和中子的幻数。 现在只剩 70和146 这两个中子幻数与现在的观点不同，我们从幻数表中看出，从40 Zr50到 50Sn70 ，从82 Pb126到 92U146 ，都是每增加一个质子就增加两个中子，其它核素从一个饱和结构到另一个饱和结构增加中子的速度都没有这么快，由于这时增加中子的速度过快，在 50Sn70 之前没有能出现70 个中子的饱和结构，在92 U146之前没有能出现 146个中子的饱和结构， 50Sn70 和92 U146又是稳定结构的边缘，在它们后面也无法出现 70和146 个中子的饱和结构，所以70 和146 这两个中子幻数没有在其它元素中表现出来。 六、幻数的由来 从上面的事实表明，我提出的幻数是正确的，这些幻数是怎么得到的。 从图４中看出， 2He2 是两个中质对构成的，这两个中质对高低相等，作用力较大，在周围其它的核素一般无法达到这种状态，所以 2是质子和中子的幻数。 当原子核形成环时，最小的环是 6元环，最大的环是 10元环，8 元环最合适，所以8 是质子和中子的幻数。 当核子较多时，原子核的结构是 10元环，两层中质对形成的 10元环就是含20 个质子和20 个中子，所以20 自然就成了质子和中子的幻数。 核子再增加时，自然应出现 30个质子和30 中子的饱和结构，30 自然也应是质子和中子的幻数，可惜30 个质子和30 个中子没有同时出现，因为部分中质串这时另外附带了中子，使得中子数大于质子数。 当质子数达到 40这个饱和结构时，每个中质串都另外附带了一个中子，即有 50个中子，所以40 这个质子幻数对应的中子幻数就是50 。 下一个质子的饱和结构自然是 50，这时每个中质串另外附带了两个中子，所以中子的饱和结构就是 70，即50 是质子的幻数，70 是中子的幻数。 由于中质串太长会使结构不稳定，此后结构发生了变化，变成了内、中、外三套环，内环仍然是由 5n4p串构成的10 元环，中环是由一个中子构成的16 元环，外环是由1n1p 串构成的16 元环，中环对内、外环起着连接作用，所以中环只是由中子构成，这时的核子数是： 质子数 =10×4 （内）+16 ×1（外）=56个 中子数＝ 10×5( 内)＋16× 1(中) ＋16 ×1( 外)＝82个 所以 56就是质子的幻数， 82就是中子的幻数。 下一个饱和结构应该是在外环和内环上各加一个中质对，在中环上加一个中子，即内环是由 6n5p串构成的10 元环，中环是由2n 构成的16 元环，外环是由2n2p 串构成的16 元环，这时核子数应为： 质子数＝ 10×5( 内)+16 ×2( 外)＝82个 中子数＝ 10×6( 内)+16 ×2( 中)+16 ×2( 外)＝124个 82 应为质子的幻数，124 应为中子的幻数。82 Pb124的确是稳定的，可人们发现 82Pb126 比82 Pb124更稳定，即实际的中子幻数就成了 126， 并不是124 ，难道是我推想的结构错了吗？通过我反复地思考终于发现，中子幻数 126不仅没有把我推想的结构否定，反而更能说明我推想的结构是正确的。不妨我们把 82Pb124 的结构分析一下。 82 Pb124的结构与 56Ba82 类似，如图4 ，只是核子数增多了，变成了内壳是6n5p 串组成的十元环，中壳是2n 串组成的十六元环，外壳是2n2p 串组成的十六元环。我们将图4 中 56 Ba82的结构从上向下看就可看到图 5的情况。 我们发现，不论怎样调整，内壳与中壳的磁引力和磁斥力总是对应的，即把内壳与中壳某两元的磁极使其相反，让其产生引力，在它们对面的两元磁极一定相同，产生斥力，如图 5中用线圈起来的内壳和中壳。
我们再分析一下受力情况。由于用线圈起的内壳和中壳一对磁极相反，产生引力，另一对磁极相同，产生斥力，又因这两对的内壳和中壳是正对着，相距最近，它们的作用力 F1必然较大。而用点圈起的内壳和中壳有两对磁极也相反，产生引力，它们各自对面的另外两对内壳和中壳磁极相同，产生斥力，但因略有错位，距离较大，它们产生的作用力 F2和 F3自然就较小一些，并且 F2和 F3之间的夹角较大，这样 F2和 F3的合力 F合 无法抵抗F1 的作用，使得内壳和中壳之间的距离不均，中壳会向左偏移。为了尽可能使结构达到平衡和稳定，有两种方法可以调整，一是增大 F2和 F3的引力，以便抵抗 F1的作用。二是增加右边的重量来维持重量的平衡。 怎样才能增大 F2和 F3的引力，如果我们只取内壳和中壳的各一元你会发现，假使这两元的距离很近，并且磁极相反，它们之间的磁引力也不会很大，因为两个中子的磁性较小，并且它们长短相差太远，如图 6中的a 。如果将中壳的这一元多加一个中子，使磁场增强，并使它们之间的长短差距缩小，这自然会使这两元的磁力增大许多，如图 6中的b 。这样一来，内壳和中壳之间的作用力变大，就能更好地结合成一个稳定的整体。 82Pb126 的结构就是在82 Pb124结构的基础上，在图 5中F2 和F3 箭头所指方向中壳中的两元各填入了一个中子，使得F2 和F3 增大，可抵消F1 的作用，并增加了右边的重量，所以82 Pb126比 82Pb124 稳定得多。这就使得126 变成了中子的幻数。
从这一现象看出，不饱和的中子结构有时比饱和的中子结构更稳定，这主要是要看整体结构是否平衡，在其它几种核素中也显示出了这一特性。 此后，因外层能量太高，核子不易填入，核子再增加时就填入到内壳，这时内层的每个中质串又附带了两个中子，形成了 8n6p串。即形成内环是由 8n6p串构成的10 元环，中环是由两个3n 串和14 个2n 串构成的16 元环，外环是由2n2p 串构成的16 元环，这时核子数应为： 质子数 =10×6( 内)+16 ×2( 外)=92 中子数 =10×8( 内)+(2 ×3+14 ×2)( 中)+16 ×2( 外)=146 所以 92是质子的幻数， 146是中子的幻数。 七、原子核结构式 1 、不成环原子核结构式的表示。
当原子核没有形成环时，如果只有一个中质串，先写中子后写质子，在前面表出中子数和质子数。如果是两个中质串，将两个中质串用括号括起来，先写较长的中质串，后写较短的中质串。 2 、一个环原子核结构式的表示。（只列举部分核素）
当原子核的结构只有一个环时，用小括号括起来的是每元中质串所含的中子数和质子数。中子在前、质子在后，数字放在 n 和p 的前面。括号外右下角的小数字是元数，质子数大于等于10 小于等于52 时，括号外右下角小数字的和恒等于10 。当中质串不同时，先写核子数多的，后写核子数少的。 3 、三个环原子核结构式的表示
当原子核的结构分为内中外三个环时，大括代表外环，中括代表中环，小括代表内环。同样，括号内是每元的核子数，括号外右下角的小数字是元数。当质子数大于等于 53时，大括和中括外各自右下角小数字的和都等于 16，其余方法与上相同，写法规律基本是从外到内，先多后少。 八、对原子核稳定性和其它性质的解释 原子核的结构是否正确，那就要看它能否解释原子核的性质。元素的稳定性直接表现在它们在自然界中丰度的大小上（除惰性气体外），丰度大说明元素稳定，丰度小说明元素不太稳定，不存在说明元素不稳定。从坐标 2“天然元素在自然界中的丰度曲线”中看出，与周围其它元素相比，含量大的元素除 Si以外，另外有O 、Ca 、Fe 、Zr 、Sn 、Ba 、Pb 、W、Th、 U。在这些元素中O 、Ca 、Zr 、Sn 、Ba 、Pb 、U都是双幻核，自然稳定，含量大，Fe是单幻核，并且Fe的核子平均结合能最大，含量大也不奇怪， W和Th 为什么也具有较高的含量，43 Tc和61 Pm又为什么会是放射性元素？。 完善的原子核结构理论，必须能解释任何一种核素的稳定性。如果对一些核素的稳定性可以解释，对另一些核素的稳定性就不能解释，那就说明理论还不够完善，甚至有可能是错误的，用我推想的原子核结构可以解释任一核素的稳定性。 1 、43 Tc不能存在和 44Ru、45Rh 丰度较低的原因 43Tc的不稳定是很好理解的 ，质量数为50～60的原子核，平均结合能最大 （参考文献 9），即大约在26 号元素起，原子核的平均结合能就逐渐开始减小，说明原子核逐渐变得不稳定，至 41号元素后，原子核的平均结合能减小的更快，说明原子核变得更加不稳定。这是因为在这时是第五层中质对的填入，每个中质串要附带两个中子，即每个中质串在填加核子时一次就增加三个核子，一个质子，两个中子。由于 40Zr50 是个双幻核，原子核非常稳定，41 Nb是在稳定结构上填加几个核子，虽然使原子核结构失去了平衡，但并没有引起结构的破坏。 42Mo是在41Nb 的基础上又要增加几个核子，所以稳定性仍然减小了。到了 43Tc又要在一边增加三个核子使原子核结构变得很不平衡，结构无法承受，只好发生衰变，所以43Tc 是放射性元素。到了44 Ru，结构又逐渐恢复平衡，可是仍然不太稳定，所以 44Ru己能存在，只是含量很少。到了45Rh ，虽然质子数又是奇数，质子结构失去了平衡，可是新加核子形成的中质串与原加核子形成的中质串长短相等，作用力较大，所以稳定性能与 44Ru的相近。至此以后，原子核又逐渐变得稳定起来，直至下一个双幻数。这就是43 Tc不能存在和Ru 、Rh 丰度较低的原因。 2 、52 Te丰度较低的原因 50 Sn70又是一个双幻数，那么 50Sn70 、51 Sb、52 Te、53 I...... 分别应与40 Zr50、 41Nb、42Mo 、43 Tc......类似，只是稳定性更差，所以 52Te含量很少是很容易理解的。根据43Tc 是放射性元素的特征推断，53 I 本应该也是放射性元素，可是由于至此以后结构发生了变化，原子核的结构由单环变成了内、中、外三套环，所以 53I以后元素的丰度不仅没有降低，反而升高了，这就是 Te丰度较低以后元素丰度升高的原因。 3 、从56 Ba到74 W 连续18 种元素丰度较大并相差不大和61 Pm不能存在的原因 从 56Ba到74W 有连续18 种元素在自然界中的丰度较大，并且它们的丰度相差不是很大，这是什么原因？就在这期间又出现了 61Pm这个放射性元素，这又是什么原因？ 从 56Ba到74W 有连续18 种元素具有较高的丰度，并且相差不大，这是因为在此期间内中外三壳的能量相差很小，核子是交替填入的，并且这时的内壳可起调节作用。核子先填入的是内壳，当内壳的能量变高不易填入时，内壳上新填的核子可全部转移到外壳和中壳，这时空下的内壳又可以重新填入核子，所以在此期间元素的稳定性相差较小，即有连续 18种元素丰度相差不大的现象。 既然这时的中壳起着调节作用，使得连续 18种元素的稳定性相近，那为什么在此期间会出现 61Pm这个放射性元素，这是因为56Ba82 的结构是个饱和结构，可它并不是一个完美无缺的稳定结构。56 Ba82的结构与 82Pb124 的结构非常类似，可是又与82 Pb124 的结构不同的是不能在中壳中填加两个中子来维持作用力的平衡，因为这时外壳只有一层中质对，无法磁化中壳中的两个中子，所以 56Ba82 结构的内壳和中壳之间的作用力是不平衡的，如图5 所示。 57 La82、 58Ce82 、59 Pr82、 60Nd82 是在56 Ba82的基础上只增加了质子，没有增加中子，这些质子一定放在了内壳上，并且是加在了图 5的内壳中没有用点和线圈起的四元中，因为内壳中的这四元与中壳的作用力很弱，对原子核的稳定性影响较小，所以 57La82 、58 Ce82、 59Pr82 、60 Nd82都有较高的含量。 第 61个质子加在哪里，如果加在外壳，因外壳离核较远，不易填入，（外壳和中壳第一次填入时必须填入许多核子，这样便于调整，才会使得原子核稳定）。如果加在内壳，由于内壳剩下的六元对中壳的作用力影响都较大，又因 56Ba82 结构中的内壳与中壳之间的作用力本身很不平衡，再对它们的作用力作较小的改变都会引起结构的破坏，第 61个质子加在哪里都是很不合适的，所以 61Pm就不能在自然界中存在，这就是61Pm 是放射性元素的原因。到了62 号元素，是在56 Ba82结构的基础上增加了 6个质子，8 个中子，核子可以向外壳和内壳转移，所以结构变得稳定了。 4 、74 W 丰度较高和 75Re、76Os 、77 Ir 、78 Pt、79 Au丰度较低并丰度相近和 80Hg丰度升高的原因 74 W原子核的结构式是： 74 W110:{2n2p}10{1n1p}6[2n]10[1n]6(6n5p)8(5n4p)2 74 W 原子核结构的特征是中壳和外壳的十六元环都有十元分别增加了第二层中子和中质对，有六元没有增加，这六元是图 5中用点和线圈起的六元，因为这六元的填入会影响到中壳与内壳之间的作用力，使作用力失去平衡，所以不易填入。在内壳上有两元没有增加核子，这两元是图 5中用线圈起的两元。因为如果这两元没有增加核子，中质串就较短，磁场较弱，它们与中壳的磁作用力较小，即 F1较小，使作用力基本得到平衡，所以 W 的原子核虽然不是个饱和结构 ,可它是个较为稳定的结构，这就是 W 元素丰度较高的原因。 上面说到，在 74W110 的结构上，图5 中的中壳和外壳上用点和线圈起的六元中增加核子会使作用力失去平衡，内壳中用线圈起的两元中增加核子也会使作用力失去平衡，那么 W 以后几种元素必然不稳定，因为以后的质子在填入时只好填在上述的各元中，必然会使中壳与内壳之间的作用力失去平衡。这就是 74W以后的75Re 、76 Os、77 Ir、78 Pt、79 Au 连续五种元素在自然界中的丰度都很少的原因。 到了 80Hg，原子核的外壳和中壳刚好饱和，内壳仍是图5 中用线圈起的两元没有增加质子，使F1 的作用力较小，F1 、F2 、F3 的作用力基本相等，内壳与中壳之间的作用力又基本平衡，所以 80Hg的丰度明显升高了。 80 Hg122 结构式是： 80Hg122:{2n2p}16[2n]16(6n5p)8(5n4p)2 4 、90 Th丰度很高的原因 90 Th142的结构式是： 90Th142:{2n2p}16[3n]2[2n]14(8n6p)8(6n5p)2 90 Th142的结构与 80Hg122 类似，外壳和中壳正好填满，90 Th142也是在内壳中两元没有增加核子，这两元仍是图 5中用线圈起的两元，由于这两元没有增加核子，它们的磁场较弱， F1较小，使内壳与中壳之间的作用力更加平衡，原子核更加稳定。所以 90Th142 虽然不是个饱和结构，可是它比具有饱和结构的92 U146更稳定，因此它比 U 在自然界中的丰度更高。 6 、奇数中子235 U比偶数中子 236U稳定的原因 对绝大多数核素来说，不论质子还是中子，总是偶数时比奇数稳定， 可235 U是个例外，它含143 个中子，可它比多一个中子的核更稳定，这又是为什么呢？我们再来分析一下它的结构。 235 U 的结构式是： 92U143:{2n2p}16[3n]2[2n]14(8n6p)7(7n6p)3 235 U 的结构与 238U 相比只少三个中子，这三个中子少在了图5中F1、 F2和 F3所指反方向的内壳上，使得这三元的中质串较短，磁场较弱，这样一来 F1、 F2和 F3同时都减小了，内壳和中壳的作用力基本保持平衡，结合得较牢，所以 235U 较稳定。如果增加一个中子，中子一定是加在内壳的上述三元中的某一元上，不论是加在哪一元上，都会使内壳与中壳之间的作用力失去平衡，所以 235U 比多一个中子的236U 更稳定，也正是这个例外，才使我们有现在的核能利用。 从上面的分析看出，在原子核里，每个核子都有其固定的位置，如果核子的位置发生改变也必然会对原子核的稳定性产生很大的影响，原子核处在激发态，一定是核内有些核子的位置发生了变动。 上面对原子核的稳定性作了解释，本结构对原子核的其它性质也符合得很好，质量数大约在 150和190 之间，原子核具有超形变转动带，并且A=190区和150区的全同超形变带*， （ 参考文 献10）。这个现象正好和我推想的结构相附。因为在质量数大约 150和190 之间正是中壳和外壳不满的地方，所以在此期间具有超形变转动带。质量数大约在 150和190 时，正好是质子数大约在62 和76 的时候，这时候正是中壳和外壳的结构刚填入和快要填满的时候，结构有类似性，所以具有全同超形变带。较大的电四极矩则也出现在质量数大约为 150～190 之间，这个现象再一次表明我推想的结构是正确的。 对原子核的各种性质都得到了很好地解释，说明我推想的原子核结构一定是正确的。 原子核结构的主架是由质子建立的，中子对原子核结构的平衡和稳定起着调节作用。没有质子结构的存在，就没有中子结构的存在；没有中子的调节，就没有原子核的稳定。质子和中子的相辅相成才能构成稳定的原子核 。 九、参考文献 1、 熊宇丹 http://sea3000.net/xiongyudan/6_6.php 2 、志勰 http://www.phyw.com/shkl/wuzhi/yzhdjgmshhhwdzdlxfbff/yzhdjgmsh.htm 3、杨发武 《粒子的结构》 http://sea3000.net/yangfawu/4.php/ 4、任福琐主编 中学化学手册陕西科学技术出版社1983年 23页 5、 许海涛 http://www.tianyablog.com/blogger/post_show.asp?BlogID=189032&PostID=2228933 6 、潘锋 http://www.edu.cn/xin_wen_gong_gao_1114/20070115/t20070115_214522.shtml 7、侠名 http://www.21jxhg.com/hxsj/qyml/200612/19771.shtml 8、美 V.F.韦斯科夫 二十世纪物理学1979 年第 141页 9、 张同恂扈剑华 http://ftp.haie.edu.cn/Resource/Book/Edu/JCYGJS/TS009031/0104_ts009031.htm 10 、 陈永静，陈永寿 http://202.38.8.9/nianbao/chinese/chinese%202002/6-nuclear%20physics.htm
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杨发武 （yangfawu185@126.com） 上传2007.10
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测出它们之间作用力与距离的关系，结果如下。
