Atomska jezgra. Otkrivanje tajni

Moderna ideja atoma, što je potvrda djelima više znanstvenika, teoretičara i znanstvenika dvadesetog stoljeća, omogućuje nam visok stupanj vjerojatnosti da sudim svoju strukturu i prisutnost u svom sastavu različitih elementarnih čestica. Atomska jezgra je središnji masivni dio atoma. Sastoji se od protona i neutrona, koji su dobili zajednički naziv - nukleoni. Skupina atoma (99,95%) koncentrirana je u svojoj jezgri. Veličina je zanemariva i električni naboj

Prema broju elektrona, ili naboju atomske jezgre, može se odrediti pojedinačna svojstva elementa. Taj broj odgovara njegovom rednom broju u periodičnoj tablici.

Otvaranje atomske jezgre je zasluga Rutherford (E. Rutherford), pokusima u 1911., s česticama a rasipa kao i oni prolaze kroz materiju dozvoljeno vrlo vjerojatno da će opisati građevinske atom.

Atomska jezgra vodika je uzeta kao osnova, a elementarna čestica, koja čini osnovu jezgre drugih kemijskih elemenata, dobio je naziv proton 1920. Ali proton elektronski atomska struktura imali su brojne nedostatke i nisu objasnili mnoge fizičke pojave.

Da bi opisao sastavu jezgre, znanost elementarnih čestica se približila usko nakon otkrića neutrona. Godine 1932. J. Chadwick, W. Heisenberg i DD Ivanenko napravili su hipotezu o prisutnosti u jezgri čestice neutralnim nabojem. A građevinski materijal, od kojeg se sastoji atomska jezgra, su protoni i neutroni. Broj nukleona određuje broj mase elementa.

Tvari s istim brojem protona u jezgru (nuklearna naboja), zovu se izotopi. Izotoni su tvari s istim brojem neutrona. Tvari s istim brojem nukleona su izobari.

Fizika atomske jezgre pretpostavlja postojanje manjih kompozitnih "opeka" za neutone i protone. Kvarkovi, gluoni, mezoni polja predstavljaju složeni sustav - atomsku jezgru. Daljnji opis složenih međusobnih odnosa elementarnih čestica pretpostavlja kvantna kromodinamika.

Pod pretpostavkom osnovnu stabilnost problema, koji se sastoji od čestica koje nemaju nikakvu električni naboj (neutroni) i pozitivno nabijene protone, znanstvenici su zaključili da u jezgri postoje osobito nuklearne sile koje se razlikuju od elektromagnetskih i gravitacije.

Utjecaj tih sila strogo je ograničen razmakom, oni se odnose na kratkotrajne sile i ograničeni su neznatnim djelovanjem.

Na naboj nukleona nuklearne sile pokazuju fer nezavisnost. Privlače se apsolutno različite čestice. Taj se fenomen jasno očituje kada se uspoređuju energije vezanja zrcalnih jezgri. Ovo je ime dato jezgrama s istim brojem nukleona, ali samo broj protona u jednom odgovara broju neutrona u drugoj i obrnuto. Primjer može biti jezgra helija i tricija (teški vodik).

Također, neobične pojave se javljaju u procesu nukleacije. Ako izračunavamo masu jezgre i zasebno mase elemenata koji čine njegov sastav, tada se masa jezgre ispisuje manja. Taj se učinak objašnjava oslobađanjem energije u procesu nuklearne sinteze, koji se zvao energija vezanja atomske jezgre. Numerički, to se može odrediti izračunavanjem količine posla koji će se morati poduzeti kako bi se jezgra dijeli u sastavne elemente (nukleone), a da im ne kaže određenu kinetičku energiju.

U svezi s tim, uveden je koncept specifične vezne energije jezgre. Izračunava se u brojčanom ekvivalentu po jednom nukleonu, koji u prosjeku iznosi 8 MeV / nukleon. Kako se broj nukleona u jezgri povećava, energija vezanja se smanjuje.

Omjer broja protona i neutrona koristi se kao kriterij za stabilnost atomskih jezgri.