¿Por qué algunos núcleos con números "mágicos" de neutrones tienen una vida media menor que sus isótopos vecinos?

Está asumiendo que los núcleos con exactamente un número mágico de neutrones son más estables que todos sus vecinos no mágicos en la tabla de nucleidos, pero no hay razón para pensar eso.

Si un núcleo tiene un número mágico de neutrones, eso significa que una capa está completamente llena y la siguiente capa está vacía. Por lo tanto, el próximo neutrón que agregue (que va a magia + 1) tendrá una energía de partícula única significativamente mayor, por lo que el núcleo debería ser menos estable que el mágico. Esto se desprende de sus dos ejemplos para el conocido número mágico 126:

• Po-211 (N = 126+1): 0,5 segundos
• Ra-215 (N = 126+1): 1,5 milisegundos

Sin embargo, si elimina un neutrón, nada cambia en los otros neutrones (mágico-1); todavía están en las mismas conchas que en el caso mágico. No se produce estabilidad adicional al tener una carcasa completamente llena en lugar de una casi llena. (En este sentido, la palabra "magia" es engañosa).

Aquí hay otra forma de pensarlo: en la descomposición alfa (que es la principal rama de descomposición para todos sus ejemplos), se eliminan dos neutrones del núcleo. Siempre serán los dos neutrones más energéticos los que se eliminen (los de las capas más altas). En un núcleo mágico, la capa inferior está completamente llena, por lo que se eliminan dos neutrones de esa capa inferior. En un núcleo magic+1, hay un neutrón solitario en la capa superior, por lo que cuando se eliminan dos neutrones, uno proviene de la capa superior y otro de la capa inferior. Dado que uno proviene de la capa superior, se libera más energía en la desintegración alfa y, en general, la vida media será más corta.

Sin embargo, en un núcleo magic−1, no hay neutrones en la capa superior, por lo que ambos neutrones provienen de la capa inferior. Esta es la misma situación que el caso mágico, por lo que no hay razón para esperar que las energías de descomposición o las vidas medias sean drásticamente diferentes. (Por supuesto que no serán exactamente iguales, pero las diferencias provienen de otros efectos más sutiles).

Por cierto, 152 no es un número mágico "canónico" o "universal". Aparece en el gráfico que tienes allí de algunos elementos específicos, pero si observas otros elementos, el espacio entre las capas se produce en un lugar diferente. 126 es un número mágico universal, pero en 152 la situación es más complicada porque al cambiar la relación neutrón/protón también se desplazan las capas entre sí. Es por eso que lo que dije acerca de que magic+1 siempre es menos estable que magic no es válido para uno de esos. La estructura nuclear es realmente complicada.

¿Ha considerado el problema a la luz de la fórmula de masa semiempírica ?

donde está la energía atracadora

y todos los coeficientes son valores ajustados experimentalmente.

Lo que está buscando es un par en el que la masa del núcleo posterior a la descomposición sea "mucho" más ligera que la del núcleo previo a la descomposición. Y los aspectos importantes son la diferencia en las masas de los nucleones y los cambios en el Coulomb ($a_C$) y Asimetría ($a_A$) términos.

El artículo de wikipedia que me gustó tiene valores numéricos. Notarás que este tipo de consideración sugiere la isla y la roca de la estabilidad.

Como señaló acertadamente @Keenan, la principal rama de descomposición para todos mis ejemplos es la descomposición alfa. Las partículas alfa constan de dos protones y dos neutrones. Y es más fácil eliminar dos neutrones de una capa de neutrones ("mágica") completamente llena que de una capa de neutrones "mágica-1". Porque una capa de neutrones "mágica-1" tiene más déficit de neutrones que una "mágica". Tal vez esa sea la respuesta.

Por cierto, los núcleos "mágicos" No (264,102) y Rf (266,104) también son estables en beta, por lo que deberían tener una vida media lo suficientemente larga. Pero los núcleos "magic-1" No (263,102) y Rf (265,104) deberían ser aún más estables.