β稳定线
β稳定线
β-stability
在核素图（以核素的中子数N为横轴、质子数E为纵轴的平面图）上稳定核素排列而成的曲线。根据经验分析，β稳定线上稳定核素的A和Z0满足即随着核质量数A增大 ，β稳定线逐渐偏离坐标轴的对角线，到一定程度，β稳定线中止。β稳定线的这一特征可以从泡利不相容原理和库仑排斥作用来理解。当A≤40时 ，库仑排斥作用较小，而中子和质子都是费米子，按照泡利原理，每个能态只能存在一个中子和一个质子，说明中子数和质子数有趋于相等的倾向，以达到相互作用最强的最佳情形并对结合能作出最大贡献。随着Z的增大，质子的电斥能与Z（Z－1）成正比而增加得很快，需要额外的中子抵消库仑排斥作用 。到A≥200时，N／Z≈1.5，这种核素会发生a衰变或自发裂变，稳定核素不复存在，β稳定线中止。1966年理论预言在稳定线前端 Z＝114 ，N＝184附近可能存在半衰期为108年的稳定核素，至今尚未观测到。
在β稳定线两侧不远的核素为不稳定的放射性核素，一边是Z＜Z0，质子数短缺，中子数相对过剩 ，称为丰中子核素，它们通过β-衰变向β稳定线靠拢；另一边Z＞Z0，中子数短缺，称为缺中子核素，它们通过β+衰变或电子俘获向β稳定性靠拢。理论上预言，排列在β稳定线两侧不稳定的放射性核素总共可有 5000～6000种 ，已发现和人工制造出来的达2000多种。产生这些核素的方法有：重离子核反应（见重离子核物理），高能粒子引起的散裂反应（见中高能核物理）和原子核裂变等。带电粒子核反应，主要是重离子反应，产生的一般是缺中子核素；而裂变产生的是丰中子核素。由于这些核素的寿命非常短，需要用一些特殊的技术和设备，例如在线同位素分离器，来对它们进行分离和研究。
远离β稳定线核素具有一系列独特的性质。它们的中子质子比异常，有的核子结合能很小，还有新的衰变方式，如高能β衰变、β延迟粒子发射、β延迟裂变等（见 β衰变）。这些新现象的研究和探索，将有助于检验和发展现有原子核理论，特别是核结构理论。某些新的核素还可能具有实用价值。。