二、幻数模型诠释核结构 核内外物理结构的天然关联

* 幻数实验带来了核内重要信息

为探索原子核内秘密，研究者用中子作炮弹，分别对所有元素的原子进行轰击，在这无差别的轰击中，大部分原子不稳定、作出了明显反馈（辐射出射线），有些元素却非常顽固，对大力的轰击完全无动于衷。实验总结发现，原子序数为 2、8、14、20、28、50、82…数值时，原子核特别稳定，被学界称为“幻数”。轰击也是投石问路，可惜早年学界没有对幻数的结果进行认真、全面的分析。

幻数实验在80年前、已经销匿，经朋友推荐才看到，一组数据、平淡无奇。一天突发奇想，查找幻数元素所对应的原子量，加入其中、列表，就有些眉目了：

前面是幻数的原子序数，* 是近年发现的幻数（括号内是原子量）

2（4）、6*（12）、8（16）、10*（20）、14（28）、16*（32）、20（40）、

28（58.69）、50（118.7）、82（207.2）。

请注意！再看看上面一排括号内的数字，幻数元素的原子量全部都是 nx4，几乎就是 4 的乘法表！这是大自然在告诉我们：稳定元素核内所有质子全都构成了氦核，没有核元或质中子，全部由氦核构建核内结构、铸就了原子核的稳定，外来中子轰击根本不能撼动，所以特别稳固；实验同时也告诉我们，造成核内不稳定的是质中子与核元，这就是幻数实验数据揭示的核内奥秘。

可能是我教了多年的制图，对2个点-线、3个点-面、等距4个点-四面体，烂熟于心，氦核4个质子，最紧凑稳固的结构必然是构成基本的体-氦核四面体，外围两个电子缠绕包围（因为4个质子紧密结合的四面体及其伴生场、双倍引力吸引外围2个电子的运转、故速率极高；电子的运转产生磁场、并且带有磁滞，让立即过来的电子在磁滞中偏移原来的轨迹，二个电子的运转轨迹不断地偏移，所以运转线路像是在缠绕，形成球面包围），所以非常稳固。

核物理探索的两个重大实验：卢瑟福α射线与幻数实验。直指氦核的稳定，可是百年来研究者忽视氦核在核爆炸时也不解体的事实，迷信权威，用两个质子、两个中子的思维定式替代四面体的氦核（导致今天的AI也这么说），歪曲了自然真相、阻碍了科学发现。

核内质子、电子都结合成微结构，一个氦核四面体居中，四个面分别对应吸引四个氦核，然后外层再吸引9个氦核均布，构成了核内氦核的1/4/9…分层球面结构。每个氦核内质子电子电量不平衡、还可吸引 2 个在远端核外电子，这核内氦核的1/4/9球面分层、正好与核外电子的能级排布 2/8/18内外呼应。为原子核内分层结构与核外的能级结构的内外关联找到了逻辑依据。 

因为是王令隽先生引导、建议我们进行核内探索，取得以上初步成果之后，用邮件报告给王先生，先生来信给予了鼓励，也提出了不足的地方：

你的探索有些线索和进展，这是可喜的，但是还不够成熟，还有一些工作要做。大致说来，有以下几个方面的工作：

1）你在文章中提到了核子由中子，核元和氦核组成的概念。这三个不同的基本单位的相对稳定性如何？有定量的关系吗？为什么？

2）氦核与氦核，氦核与核元，氦核与中子，核元与中子之间的作用力有什么差别？定量关系呢？这些都是需要回答的问题。物理理论必须是定量的理论，仅仅有一些概念和感觉是不够的。

3）幻数本质上是星相学的概念……何况，幻数的概念也并不能回答为什么没有原子量为8，24，36 的粒子，最后几个大粒子（59，119，207）也都不是4 的倍数。这些都是新理论必须回答的问题。

你可以在这些方面做一些思考。继续努力。

王先生对科学的严谨态度、对文章的严格要求，令我自惭形秽。我能力有限，知道这个世界难题不是一蹴而就的，我只能把它放在博客里，等待科研高人……两年后我的小书出版了，有空时把放不下的核内难题再拿出来想一想。

*大幻数的核稳定性

为了找到大幻数的稳定，把幻数元素名称都认真列出，前面7个幻数的原子量全是4的乘法表、一目了然，表明稳定的全都是氦核的1/4/9壳层组合，轰击的中子进不了氦核，所以非常稳固。

现在讨论最后三个大幻数，看到的原子量零零散散、不是n4，无规律可循、无从下手，考虑到：括号内的实验的数据有零有整不必纠结。于是着重关注原子的序数、（原子量）、名称，及在元素周期表中的位置：

28（58.69）镍、50（118.7）锡、82（207.2）铅。

原子序数是核外电子数，序数的一半就是氦核数及核内氦核的排列。原子量是第一手数据，减去氦核质量，表明元素中非氦核微结构的数量（质量，如下表）。

序数28镍，氦核数14，核内氦核排列1/4/9。（幻数之外质量2.69）

序数50锡，氦核数25，核内氦核排列1/4/9/9/2。（18.7）

序数82铅, 氦核数41，核内氦核排列1/4/9/16/9/2。（43.2）

镍的核内氦核是1/4/9标准完善的排列，外表面氦核包围圆满，氦核之外的质量只是2.69，也就是只有一个多一点的核元，表明整个材料的微结构不均衡，大部分原子核内没有核元，所以在实验中被击中(辐射出射线)的概率很小，宏观的表现稳定。

锡和铅核内的氦核排列标准、外包围圆满，核元分别占18.7%；26.3%。虽然非氦核成分占比有点高，但是大多上述多层氦核圆满包围之中，中子实验击中的概率很小，还有原因是核外电子严密，实验中子进不去。

再看周期表，锡、铅和碳、硅都排列在周期表4价主族，有趣的是：该IV列的元素基本都是幻数，正所谓物以类聚。应该注意它们的核外电子数是4，在分子状态时这两个大幻数元素的价电子饱满、核外电子覆盖层数多且密集；核内氦核多层饱满包围，实验的中子进入困难；核内小微结构比例很小，强弩之末的实验中子进入后难有作为，导致此类元素在幻数实验中稳固。

*幻数中n4缺席的三个数（原子核的不稳定性）

令隽先生布置的作业还有：幻数4的乘法表中为什么没有8，24，36的粒子？之前的解读，稳定元素全部质子都是4个抱团结成氦核、构成稳固的壳层原子核。为什么这三个n4元素却缺席幻数？除了数学、数字，核内稳定更应该关注物理力学、关注核内粒子运动的不稳定性。

8=4*2，应该是有2个氦核，如果是一个氦核居中，另一个围绕中间核旋转，两个质量一样，大质量、并且速率极高，巨大的离心力让上述外围氦核围绕中心的画面完全不可能存在，所以原子量为8元素的空缺，反证了核内微结构存在着高速运转。

24=4*6，一共可以有6个氦核，中心1个四面体氦核居中，形成氦核1/4/1，画面是，内二层共有5个氦核均布，一个大质量的氦核在外层高速旋转，会造成很大的离心力，导致整个系统不稳定、所以不能存在。

当然，原子量接近24的元素镁还是存在，不过这时第三层不是1个氦核，而是两个对称的质中子（图二），这种结构虽然能够存在、但是不稳定、经不起中子的轰击，进不了幻数行列。

36=4*9，一共可以有9个氦核，形成核内氦核1/4/4分层，中心层1个氦核，第二层的4个、第三层4个氦核，很稳固。可这在周期表中核外电子为2/8/8，是惰性元素氩，氩的原子量不是36而是40。原子量接近36的是序数17的氯，核外电子2/8/7，价电子7、奇数，核外圈有一个质中子，显然是不稳定元素。有4*9稳定元素，但不是36，是40，由此看来，判断核的稳定性不仅仅是n4，更是要根据实际结构进行物理探讨。

原子量为8、24、36的元素分析告诉我们，核内氦核在极高速率运转之中，对称平衡在构建原子核稳定中有重要作用，具体分析氦核在核内运动是否平衡，才是构建稳定性关键因素。

幻数原子内、纯氦核是原子稳固的基础，非幻数的原子是因为核内还夹杂了中质子、核元等微结构，构成了原子核的不稳定。明确了核内结构，有了氦核稳定、小微结构不稳的见解和觉悟，能够解读重核原子不稳定性、原子核的裂变-巨大能量来源，核衰变-半衰时期极大不同的原因等，诸多核物理困惑、难题都将能够迎刃而解[2]。

参考资料

[1] 晏成和  科学网博客  《原子是怎样构成的》

https://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1097295.html

[2] 晏成和  科学网博客  《原子核内外的关联结构》

               https://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1191486.html