核素表，又称Segrè图，是一种以核素为单位，按照原子核中质子数和中子数排列的二维图表。与传统周期表不同，周期表主要反映元素的化学属性，而核素表则深入展示了同一种元素不同同位素的核特性。这种对核素的系统化排列方式为科学家提供了辨识核性质和预测核稳定性的强大工具。核素表的横轴通常表示中子数，纵轴则为质子数，因此每一个点都代表一个特定核素，从稳定的同位素到极端不稳定的放射性核素，无不纳入其中。核素表不仅被广泛应用于核物理和放射化学领域，也成为核能科技和医学核素治疗等多方面的重要参考资料。核素表的起源可以追溯到20世纪30年代，最早由物理学家库尔特·古根海默等人提出，随后由埃米利奥·塞格雷、格伦·西博格等科学家不断完善。
1958年，卡尔斯鲁厄核素图首次出版，成为现代核素表的权威版本之一。如今，世界各地有多种版本的核素表，如日本原子能机构的核素表和美国诺斯核动力实验室的版本，均在学术界和工业界拥有广泛影响力。核素表上的每个核素都标明了其半衰期、衰变方式及对应能级。衰变模式包括β衰变（电子或正电子发射）、α衰变（氦核发射）、质子发射、中子发射以及自发裂变等。核素衰变后的移动轨迹在图上呈现特定方向，例如β衰变使核素在图中沿对角线向左上移动，而α衰变则沿对角线向左下移动。通过这些规律，科学家可以有效预测未知核素的性质及稳定性。
同位素指的是具有相同质子数但中子数不同的核素，它们表现出相似的化学性质但核物理性质各异。例如碳有三种主要同位素：碳-12、碳-13和碳-14，后三者在核稳定性和放射性方面差异显著。相似地，同中子数不同质子数的核素称为同中子素，而具有相同质量数（核子总数）的核素称为同位素族或同质素。核素表通过量化这些关系，揭示了核结构背后的内在规律。核稳定性在核素表中拥有明显的趋势，稳定核素分布于所谓的“稳定带”，这一带附近的核素通常具有较长的半衰期。随着质子数的增大，稳定核素倾向于拥有更多的中子以抵消核库仑排斥力，实现更强的核力结合。
稳定“岛屿”则是指某些超重元素区核素异乎寻常地稳定，这些核素的发现为核物理提供了重要理论支持和实验目标。核素表同时显示了质子滴线和中子滴线，这两个边界标志着核素存在的极限。核素在超出这些滴线后会迅速通过质子或中子发射衰变，表明核的不稳定性极端增强。对于核物理学家而言，了解这些极限对探索核力作用机制、元素生成过程以及核反应路径至关重要。在现代核技术应用中，核素表的地位无可替代。核医学中利用特定放射性核素进行诊断和治疗，如碘-131用于甲状腺治疗，钼-99衰变生成的锝-99m广泛用于医疗影像。
核能领域通过核燃料中不同核素的裂变性质设计反应堆，核素表为设计安全有效的核反应体系提供理论依据。此外，核考古和地质定年也依赖放射性核素的半衰期数据，精确测定样品的年代。值得注意的是，核素表不仅是理论研究工具，也不断推动实验核物理的发展。例如人造超级重元素的合成需要精确预测目标核素的性质，而核素表则为此提供了重要参照。一些尚未发现的核素通过核素表的理论模式被推测存在，这指导了实验设计和核合成手段的创新。核素表的色彩编码和详细半衰期信息方便科学家快速识别特殊核素和研究重点。
例如，核素被划分为稳定核素、短寿命核素和具有长寿命同核异能态的核素，颜色和边框样式代表不同的稳定性和能级状态。通过交互式电子版本，研究人员还可以查询每种核素的核反应特性和衰变路径，实现高效数据分析。从学术教学到高端科研，核素表具有不可替代的地位。在高校课程中，核素表帮助学生直观理解核结构与稳定性关系，进一步掌握核反应机理。科研团队通过模拟和实验结合的方式，不断完善核素表内容，推动核科学前沿发展。同时，核素表的数据更新也促进了核能安全监管和放射性废物管理的准确评估。
综上所述，核素表是核科学领域的核心工具，它以独特的排列方式揭示了核素的物理性质、稳定规律和衰变路径。其应用贯穿基础物理研究、核能开发、核医学诊断与治疗及环境与地质科学等多重领域。随着实验技术的进步和核数据的丰富，核素表将持续拓宽人类对原子核世界的认知边界，助力探索核能利用与核安全管理的新纪元。对于任何关注核科学与核技术的人而言，深入掌握核素表的结构与内容都是理解整个核物理体系不可或缺的一步。
