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核反应的基础理论与化学元素的合成

陈有恒

（中国管理科学研究院思维科学研究所广东海分所，广东省湛江市赤坎区大通街48号，524035）

摘要

作者提出了一种新的在分析力学框架内的核反应理论。

太阳系中的化学元素主要是在太阳核反应灶中的不同层次和区域内的热力学系统中合成。对于原子序z=2n（为自

然数）的对称核反应为一-级反应。而对于ZW2n的非对称核反应为二级或多级的核反应。核反应堆和其它不同的热力

学系统的核反应都可以产生新核素。

关键词：核素同位素核反应反应热Q结合能B温度动能kT产额（分支比）X太阳核反应灶核反应堆

-）一种核反应的基础理论

在核物理中，对核反应现象的描述和反映有多种不同的方法，主要的差别是从不同的场合用不同的研究方怯去认识

和了解现象的本质。但对于基本正确的理论来说要求所得出的结论应能符合事物的本质。

我们所要研窕的对象是一个宏观的热力学系统。热力学系统中最重要的物理量就是绝对温度T及其温度动能kT（其

中k=1.380662xl06尔格/开是玻尔兹曼常数）。我们现在试图从分析力学的角度和框架内来建立在热力学系统内有

关粒子的运动和变化规律的定量理论。

根据分析力学中的拉普拉斯P（-s.Laplace）定律，在液体表面，压力差AP与表面张力系数5之间有

AP=^-（+—）1（）

式中q和弓为曲面的两个互相垂直的曲率半径。特殊地当q二弓=1•为球形时，有

或3=4APr2（0

2

由于半径为r的球的表面积s-44r2那么液体表面势能（或称表面张力所做的功）为

W=^.S=-yT-W=1-AP-(^y-)=|AP-V0(3)

式中V。=与］；为半径为r的球形体积。

而在一个热力学系统中，压强P、体积v和动能Ek之

间关系的物态方程为

P=L旦4（）

3V

代入液体表面势公式3（）有

3E

w=-AP-v=—5（）

22

也就有动能Ek=2w5（0

在量子力学中，有心力场中粒子m的结合能EB、动能Ek之间有关系1［］

2

JlT=S_=lmv=Ek

EB2k(6)

2iw2r2

2

由于表面势w=^xs=4^r^

结合能EB=Ek=2w=8m25(7)

由(6)式与(7)式联立，有

2

2

E,.=—=8^r(^(8)

B2r

有表面张力系数

在化学元素中，原子序为的原子核所带有的电荷口=e。，其中e°=4.803242xlO/°静电单位。而对于适于液滴

模型的原子核半径r可表为

r=RVA

0

式中A为原子量，R。为核半径常数。在量子力学中，核半径常数R。的值大约在1.2xl0.3厘米~i5xlO“3厘米之间,

而文献⑵给出它的精值为R°=1.35x103厘米。

这样表面张力系数(9)可表为

$二(e0

(10)

16阀A

而表而势w可化为