جزيرة الثبات

بدايةً، جزيرة الثبات في الفيزياء النووية (بالإنجليزية: island of stability) هو مصطلح يستعمل في الفيزياء النووية، والذي يصف إمكانية أن يكون للعنصر رقم سحري معين ثابت للبروتونات والنيوترونات تجعل النواة الذرية مستقرة (لا تتحلل). وجد لعناصر معينة وجود أعداد معينة من البروتونات والنيوترونات تجعل من العنصر عنصرا شديد الاستقرار؛ لهذا سميت تلك الأعداد للبروتونات والنيوترونات بالأعداد السحرية. تلك الأعداد السحرية تسمح لنظائر معينة أن تكون أكثر ثباتا عن النظائر الأخرى. وفعلا نجد في الطبيعة أن العناصر التي لا تتحلى بعدد سحري للنيوترونات أو البروتونات فيها أنها تميل أن تكون غير مستقرة، ويمكن أن تصل إلى حالة اسقرار عن طريق تحلل إشعاعي يتغير في نواتها عدد البروتونات أو عدد النيوترونات. ونتناول فيما يلي مزيدًا من التفاصيل.

وعلى صعيد آخر، تبين المشاهدة أن الأعداد السحرية هي 2، 8، 20، 28، 50، 82 و 126. وينطبق العدد السحري 126 على النيوترونات فقط حيث لا توجد عناصر بعدد ذري 126 ، لا طبيعيا ولا صناعيا.

من جانب آخر، في حالة النواة الذرية تشغل تلك مستويات الطاقة الكمومية أعداد معينة من النيوكليونات (بروتونات ونيوترونات). وتكون مستويات الطاقة لغلافين مختلفين مفصولة بفارق طاقة كبير نسبيا قد يبلغ عدة ملايين إلكترون فولت. وعلى ذلك عندما يتم ملء مستوي الطاقة لغلاف معين في النواة بنيترونات أو بروتونات، فإن طاقة الارتباط لكل نوكليون تصل إلى حد أدنى في الغلاف. وعلى هذا فإن التركيب ذو أغلفة ممتلئة بالنوكليونات سيكون مستقرا ويعمر طويلا، أما النظير الذي توجد به أغلفة غير ممتلئة فهو لا يكون مستقرا.

علاوةً على ذلك، تم عرض فكرة جزيرة الثبات أو جزيرة الاستقرار عن طريق جلين تي. سيبورج بافتراض أن نواة الذرة مبنية من أغلفة بطريقة مماثلة للأغلفة الإلكترونية في الذرات. وفي الحالتين تكون الأغلفة عبارة عن مجموعة مستويات طاقة كمومية منفصلة عن بعضها انفصالا كبيرا نسبيا.