Incerc si eu un raspuns la propria intrebare...
La nivelul nucleului atomic actioneaza doua forte. Pe de o parte avem atractia dintre nucleoni (neutroni si protoni), un reziduu al fortei nucleare tari care actioneaza doar la nivelul nucleului atomic, iar pe de alta respingerea electrostatica dintre protonii din nucleu. Prima e mult mai puternica decat a doua. E bine de inteles ca forta nucleara e cu atat mai puternica cu cat nucleonii sunt mai apropiati si nu actioneaza decat la distante comparabile cu dimensiunile nucleelor atomice.
Stabilitatea nucleului atomic depinde asadar de numarul de protoni - Z si neutroni - N, din nucleu. Nucleele usoare si stabile au in general un numar egal de protoni si neutroni (N/Z=1), cu exceptia hidrogenului de care vorbea si theBest, izotopul cu niciun neutron. Odata cu cresterea in greutate a nucleului atomic, se observa ca raportul N/Z creste in cazul nucleelor stabile (creste practic numarul de neutroni fata de numarul de protoni).
De ce se intampla asa?
Forta de atractie nucleara are aceeasi valoare intre nucleoni (adica nu conteaza ca vorbim d eprotoni sau de neutroni) si scade cu distanta, disparand la distante mai mari de aproximativ 10^-12 cm. Odata cu cresterea numarului de protoni, creste si puterea fortei electromagnetice de respinge re rezultante la nivelul intregului nucleu. Cum neutronii un au sarcina electrica, deci nu contribuie la aceste din urma forte, cresterea numarului lor duce la cresterea stabilitatii nucleului, deoarece devine vitala contributia lor la totalul fortei de atractie intre nucleoni. Asadar, la atomii cu Z mare, e nevoie de neutroni mai mult idecat protoni.
Dar de aici nu trebuie sa tragem si concluzia ca cu cat avem mai multi neutroni in nucleu, acesta este si mai stabil. Nu este asa. Exista un raport ideal intre N si Z, la atomii grei, care este apropiat de 1,5 pentru configuratiile stabile. De pilda, plumbul are 82 de protoni si 126 de neutroni. N/Z = 126/82= 1,5365
De ce stau lucrurile astfel? Cred ca e greu de explicat si din ce am citit stiinta inca nu explica in totalitate fenomenele din nucleul atomic.
Cert e ca mecanica cuantica explica nucleul atomic ca avand o structura stratificata, cu fiecare nivel al nucleului avand o anumita capacitate de a gazdui protoni si neutroni. In functie de gradul de ocupare al acestor straturi cu nucleoni rezulta si stabilitatea ori instabilitatea nucleului.
