Энергиялық бет. Оның қималары. Киелі сандар.

Энергетикалық беттің А=const жазықтықпен қиылысу сызығы, берілген массалық санға сәйкес келетін әртүрлі элементтердің изотоптарының-изобаралардың байланыс энергиясының атомдық нөмірге тәуелділігін сипаттайды. Ол энергетикалық беттің күрделігін көрсетеді. Оның массалық санның тақ мәндеріне сәйкес жазықтықпен қимасы бір сызықтан, ал А-жұп изобарларға сәйкес жазықтықпен қимасы екі сызықтан тұрады.Сызықтар екі жағдайда да парабола болады. Бірінші параболада тақ- жұп (Z-тақ,(А-Z)-жұп) немесе жұп-тақ (Z-жұп,(А-Z)-тақ) ядролар жатады. Ал, екінші жағдайда жоғарғы парабола жұп-жұп ядролардың, төменгі парабола тақ-тақ ядролардың меншікті байланыс энергиясының атомдық нөмерге тәуелділігін береді. Энергетикалық беттің Z=const беттпен қиылысы (2.10-сурет) берілген элементтің изотоптарының меншікті байланыс энергиясының оның массалық санына тәуелділігін сипаттайды. Бұл сызықтарда қосақ параболалар болады. Олардың біреуінде А-тақ (жұп-тақ,тақ-жұп) ядролар жатады. Ал, екіншісінде (Z-жұп үшін жоғарысында, Z-тақ үшін төменгісінде) А-жұп ядролар жатады. Параболалардың төбелерінде екі жағдайда да (изобарлар үшін де, изотоптар үшін де) -ыдырауға нық ядролар орналасады. Параболалардың тармақтары -радиоактивті ядролардың меншікті байланыс энергияларына сәйкес келеді. Энергетикалық беттің изотондар үшін (А-Z=const) қимасы оның изотоптар үшін қимасына ұқсас.
Сонымен, дәлірек айтқанда, энергетикалық бет үш қабаттан тұрады деуге болады: бірінші жоғарғы қабат жұп-жұп ядролардың, ортанғы қабат барлық А-тақ ядролардың, ал төменгі қабат тақ-тақ ядро-лардың меншікті байланыс энергияларына сәйкес келеді.
Келтірілген қималар (А=const, Z=const, A-Z=const) -нық ядролар мен -активті ядролардың қасиеттерін бірге салыстырып зерттеуге ыңғайлы. Бірақ бұл қималардың әрқайсысына сәйкес келетін ядролардың саны аз (ең көп болғанда 25) және олар Z пен (А-Z)-тің өзгерісінің кешкене бөлігіне ғана сәйкес келеді. Сондықтан, олар ядролардың көпшілігіне тән, үлгілік, қасиеттер туралы мәліметтер алуға жеткіліксіз.Ондай мәліметті алу үшін, ядролардың көпшілік бөлігін қамтитын, -ыдырауға нық ядроларға сәйкес келетін қимасын жүргізу керек. Жұп-жұп ядролардың ішінде құрамындағы нуклондардың біреуінің (протонның немесе нейтронның) саны 2,8,20,50,82,126 сандарының біреуіне тең ядролар өздерінің аса беріктігімен (-бөлшектік ядроларға қарағанда да) ерекше қөзге түседі. Бұл сандар мен оған сәйкес ядролар киелі сандар, киелі ядролар деп аталады. Нуклондардың екеуінің саны да киелі санға тең ядро қос киелі деп аталады. Киелі ядролардың меншікті байланыс энергияларының мәндерінің ерекше үлкен болуының себептері, кейінірек, ядроның қабықтық моделін қарастырғанда түсіндіріледі. Айналық деп аталатын, біреуінен екіншісі протондарын түгел оның нейтрондарымен және керісінше ауыстыру арқылы алынатын, ядролардың байланыс энергияларының айырмасы, олардың протондарының электростатикалық тебілу энергияларының айырмасына тең. Мысалы, мұндағы ядросындағы екі протонның өзара тебілу энергиясы, -олардың ара қашықтығы. Бұдан ядролық әсерлесу симметриялы, яғни, ядролық әсерлесу тұрғысынан, протон-протондық әсерлесу мен нейтрон-нейтрондық n-n әсерлесу бірдей : n-n  (р-р) яд. деген қорытынды шығады. Сондай-ақ, құрамдарында n-n, р-р,n-p қосақтарды бөлуге болатын, изобарлық үштіктерді қарастыру нейтрон-протондық әсерлесудің де нейтрон-нейтрондық немесе ядролық протон-протондық әсерлесуден айнымайтынын көрсетеді. Бұдан ядролық әсерлесудің зарядқа тәуелсіздігі:n-n  n-p  р-р
туралы тұжырым туады.