北京
原子核稳定性的结构根源：质子“球心角体”假说及其对元素极限的启示
元素的不同取决于原子核的质子数，质子数不同，元素种类不同，当然元素的性质也不同。其实，不仅如此，原子核的稳定与否也决定于原子核的质子数，决定于质子的特别结构，分析论证如下：
我在本栏目发表的《质子结构的双重形态：原子核内“球心角体”与核外“球形”的统一解释——兼论“重子连接”的微观起源》一文中论述到，质子在原子核内部其结构是：球心角体。其俯视图是扇形。在原子核中，相邻两个质子由于基本粒子的相互吸引，使得两个质子存在的基本粒子会靠得很近，与此同时由于两个质子各自含有一个正元电荷基本粒子又相互排斥，这样必然造成在原子核中，两个相邻的质子中性基本粒子会靠得很近，其平均距离在10^-23m，两个正元电荷基本粒子会离的“较远”，其距离在10^-15m，在原子核中两个相邻质子的示意图如下：
正元电荷基本粒子（正电子）在图中的黑线的两端，黄色部分是中性基本粒子。质子在原子核内部俯视图就是扇形ABC，即Y形连接点承载，同时该结构可以理论推算原子核相邻的质子的引力大于静电力。显然，这种原子核结构不包括氢元素。氢元素的原子核质子的形状和中子相同，应该是球形。
质子的这种结构极其不稳定，尤其是原子核质子数量较大时，非常容易发生衰变。质子的这种结构也是元素种类不能太多的主要原因，到目前为止，科学家发现的元素种类不过110多种，最大元素118号，在自然界中并不存在。它于2002年由俄罗斯和美国科学家组成的联合团队首次合成。由于氢元素的原子核质子的结构和中子类似——相对稳定，氢元素的原子核是最不容易衰变的，所以到目前为止的研究结论是——质子本身最不容易衰变（质子没有和质子相互作用）：如果质子不发生衰变，那么许多“稳定”原子核就不会衰变；目前实验给出质子半衰期下限超过 10³⁴ 年，是最不容易衰变的亚原子。
质子的这种结构，要求质子每一层“填满”质子才稳定，质子的缝隙填满中子才稳定，如果一个原子核的质子数和中子数同时都是幻数，那么它会异常稳定。所以才出现科学家总结出的：原子核内的核子也占据着分立的能级或“壳层”。当质子或中子的数量恰好填满一个壳层时，原子核会表现出额外的稳定性。这些特殊的数量被称为“幻数”（2， 8， 20， 28， 50， 82， 126 等）。例如：铅-208（208Pb）它的原子序数不算小，但是它的质子数是 82（这是一个幻数）。它的中子数是 126（这也是一个幻数）。因为质子和中子都填满了各自的壳层，所以铅-208 是自然界中最重的稳定原子核，非常稳定。虽然如此，但是随着质子数量的增多，原子核发生衰变的概率必然增大。
由这一理论推测，如果原子序数再大一些，即使出现双幻数原子核也不会太稳定，与现有实验结论：103号元素铹(Lr)以后的所有元素都极其不稳定的结论非常契合。
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