原子核物理学和幻数 (物理学)

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原子核物理学和幻数 (物理学)之间的区别

原子核物理学 vs. 幻数 (物理学)

原子核物理学（简称核物理学，核物理或核子物理）是研究原子核成分和相互作用的物理学领域。它主要有三大领域：研究各类次原子粒子与它们之间的关系、分类与分析原子核的结构并带动相应的核子技术进展。原子核物理学最常见的和有名的应用是核能发电的和核武器的技术，但研究还提供了在许多领域的应用，包括核医学和核磁共振成像，材料工程的离子注入，以及地质学和考古学中的放射性碳定年法。 粒子物理学领域是从原子核物理学演变出来的，并且通常被讲授与原子核物理学密切相关。. 幻数 (臺灣，較常稱魔數)（英語：Magic Number）是指原子核中质子数和中子数的某个特定数值。当质子数或中子数为幻数，或者二者取值均为幻数时，原子核會显示出較高的稳定性。 目前已经确认的幻数有：2、8、20、28、50、82、126（放射性超鈾元素穩定島）這七個幻數。 自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应。质子数为126的元素目前尚未发现。当原子核之质子數和中子数皆为幻数时，这样的情况称为双幻数。例如自然界存在质子数82、中子数126的铅同位素208Pb，就具有双幻数，显得异常稳定。 一般认为，幻数的存在反映了原子核具有「壳层结构」。1949年德国物理学家迈耶和延森等人建立了原子核的壳层模型。当原子核中存在幻数时，核子以集体的形式充满了某个能级，没有核子向更高的能级跃迁，因此这些原子核相当稳定。 长期以来，物理学家们一直认为幻数是固定不变的。然而2000年5月日本物理学家发表论文称16有可能也是一个幻数，随后又发现，6、30、32也可能是新的幻数。2005年6月，英国和美国科学家发表论文称，人造放射性硅同位素42Si的原子核稳定性很高，表明14可能也是一个幻数。.

原子核

原子核（德语：Atomkern，英语：Atomic nucleus）是原子的组成部分，位于原子的中央，占有原子的大部分质量。組成原子核的有中子和質子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时，构成的是原子。原子核極其渺小，如果将原子比作一座大廈，那麼原子核只有大廈裡的一張桌子那麼大。.

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中子

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質子

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核殼層模型

在核物理與核化學中，核殼層模型是一個利用泡利不相容原理的結構來描述的原子核的能量級別的一個模型。此種模型與電子軌域模型略不同：核子的角動量量子數可大於或等於主量子數，而後在1949年核殼層模型由幾個物理學家研究及提出，最主要的幾個人是尤金·維格納、瑪麗亞·格佩特-梅耶和約翰內斯·延森，由於發現核殼層模型理论和对称性原理，因此於1963年被授予諾貝爾物理學獎。 核殼層模型部分是類似於原子的電子殼層描述原子中的電子的安排，當殼層填滿時特別穩定，核殼層模型描述原子中次原子粒子的排佈，當質子與中子填滿某個核殼層，該核素更穩定。當在一個穩定的原子核加入核子（質子或中子）時，也有一定的結合能，但其量值明顯小於前一個核子。發現幻數：2，8，20，28，50，82，126當質子或中子為幻數時有較高的結合能，這就是核殼層模型的起源。 質子和中子的核殼層是相互獨立的。因此，質子或中子可以只有其中一個為幻數，此時稱為幻核，也可以兩者皆是幻數，則為雙幻核。由於在核軌域填充有一些變化，目前最大的幻數是126，並推測有184個中子，但只有114個質子，這在搜索所謂的穩定島中扮演了一個重要的角色。目前已發現一些半幻數，特別是Z.

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