Нестабильные и стабильные ядра нанесены на график

На прилагаемом графике показано количество протонов по оси x (Z) и количество нейтронов по оси y для всех элементов (N). Устойчивые комбинации отмечены черными квадратами, а неустойчивые — серыми. Я понимаю, почему есть серая «линия», расположенная над черной «линии», так как добавление электрически положительных, взаимно отталкивающихся протонов сделало бы ядро ​​менее стабильным. Однако я не понимаю, почему серая «линия» справа от черной «линии»: не должно ли добавление нейтронов сделать ядро ​​более стабильным (в результате дополнительной Сильной Силы и большего расстояния между ядрами). протоны)?

Кто-нибудь может помочь?

Спасибо!

введите описание изображения здесьиз Йорама Кирша, Основы физики B, Тель-Авив, 1998, с. 111.

Пожалуйста, не копируйте и не вставляйте материалы в Интернет без ссылки на автора. Это грубо.
Итак, вы думаете, что можно добавить бесконечное количество нейтронов? Простой ответ на вопрос состоит в том, что ядерная физика сложнее.
@BenCrowell Вы правы: извините, это совершенно вылетело из головы ... Я соответствующим образом отредактировал вопрос.
@JonCuster Нет, я так не думаю, но это мало что дает для раскрытия основных механизмов.
@Pregunto, примечание: протоны (атомный номер) расположены по оси y, а нейтроны — по оси x.

Ответы (2)

Чего в вашем анализе не хватает, так это того, что ядерное притяжение между нейтроном и протоном несколько больше, чем притяжение между двумя нейтронами или двумя протонами. В ядерной физике эта разность называется энергией симметрии. Из-за этого взаимодействия симметрии наиболее тесно связанные ядра возникают в результате сбалансированной конкуренции между энергией притяжения симметрии и кулоновским отталкиванием между протонами. Когда вы отклоняетесь от этого баланса, имея слишком много или слишком мало нейтронов, результирующие ядра становятся менее стабильными.

Поздно на вечеринку здесь, но FWIW…

Мои воспоминания из аспирантуры несколько десятилетий назад — и то, чему я сейчас учу своих студентов, надеюсь, не прибегая к чрезмерному насилию над более тонкой реальностью, — это то, что когда отношение нейтронов к протонам становится слишком большим, нейтроны имеют статистически достаточно большую вероятность найти себя. достаточно далеко от ближайших протонов, чтобы они могли распадаться (через слабое взаимодействие) на пары протон-электрон, процесс, называемый «бета-распад». В стабильном ядре относительная близость протонов удерживает нейтроны от распада.

И, возможно, этот ответ на самом деле согласуется с ответом Льюиса Миллера, поскольку это может быть «энергия симметрии», которая делает нейтрон рядом с протоном невосприимчивым к бета-распаду. Для одинокого нейтрона было бы энергетически выгодно распасться на протон, электрон и антинейтрино, но энергетически невыгодно для нейтрона, достаточно близкого к протонам, чтобы воспользоваться энергетическим преимуществом симметрии.