Атамная ядро. раскрываючы таямніцы

Сучаснае ўяўленне аб атаме, пацвярджэннем якому з'яўляюцца працы большай колькасці навукоўцаў-тэарэтыкаў і прыродазнаўцаў дваццатага стагоддзя, дазваляе нам з высокай ступенню верагоднасці меркаваць аб яго будынку і наяўнасці ў яго складзе розных элементарных часціц. Атамная ядро ўяўляе сабой цэнтральную масіўную частка атама. У яго склад уваходзяць пратоны і нейтроны, якія атрымалі агульную назву - нуклоны. Асноўная маса атама (99,95%) засяроджаная ў яго ядры. Памер яго нікчэмна малы, а электрычны зарад станоўчы і кратны абсалютнай зараду аднаго электрона.

Па колькасці электронаў, або зараду атамнага ядра, можна меркаваць аб індывідуальных уласцівасцях элемента. Гэта лік адпавядае яго парадкаваму нумару ў перыядычнай сістэме.

Адкрыццё атамнага ядра з'яўляецца заслугай Э. Рэзерфорда (Е. Rutherford), яго досведы ў 1911 годзе з рассейваннем a-часціц пры праходжанні іх праз рэчыва дазволілі з высокай доляй верагоднасці апісаць канструкцыю атама.

За аснову было ўзята атамная ядро вадароду, а элементарная часціца, якая складае аснову ядраў іншых хімічных элементаў, атрымала з 1920 года імя пратон. Але пратон-электронная структура атама мела цэлы шэраг недахопаў і ня тлумачыла шматлікія фізічныя з'явы.

Да апісання складу ядра навука аб элементарных часціцах падышла ўшчыльную пасля адкрыцця нейтрона. У 1932 году Дж.Чедвик (J. Chadwick), В. Гёйзенберг (W. Heisenberg) і Д. Д. Іваненка зрабілі здагадку аб наяўнасці ў ядры часціцы з нейтральным зарадам. А будаўнічым матэрыялам, з якога складаецца атамная ядро, з'яўляюцца пратоны і нейтроны. Колькасць нуклонов вызначае масавае лік элемента.

Рэчывы, якія маюць аднолькавае колькасць пратонаў у ядры (зарад ядра), называюцца ізатопамі. Изотоны - рэчывы, якія маюць аднолькавае колькасць нейтронаў. Рэчывы з аднолькавым колькасцю нуклонов - ізабарны.

Фізіка атамнага ядра мяркуе наяўнасць больш дробных складовых "цаглінак" для нейтронаў і пратонаў. Кварк, глюонную, Мезон поля складаюць складаную сістэму - атамная ядро. Далейшае апісанне складаных узаемасувязяў элементарных часціц бярэ на сябе квантавая хромодинамика.

Задаючыся праблемай стабільнасці ядра, у склад якога ўваходзяць як часціцы, якія не маюць электрычнага зарада (нейтроны), так і станоўча зараджаныя пратоны, навукоўцы прыйшлі да высновы, што ў ядры ёсць асабліва дзейсныя ядзерныя сілы, якія адрозніваюцца і ад электрамагнітных, і ад гравітацыйных.

Уплыў гэтых сілаў строга абмежавана адлегласцю, яны ставяцца да короткодействующим і абмежаваныя нязначным радыусам дзеяння.

Да зараду нуклонов ядзерныя сілы праяўляюць ладную незалежнасць. Аднолькава прыцягваюцца абсалютна розныя часціцы. Гэта з'ява яскрава выяўляецца пры параўнанні энергій сувязі люстраных ядраў. Такую назву атрымалі ядра з аднолькавым колькасцю нуклонов, вось толькі колькасць пратонаў у адным адпавядае колькасці нейтронаў у іншым і наадварот. Прыкладам могуць быць ядра гелія і трыція (цяжкага вадароду).

Таксама незвычайныя з'явы адбываюцца ў працэсе адукацыі ядраў. Калі падлічыць масу ядра і асобна масы элементаў, якія ўваходзяць у яго склад, то маса ядра апынецца менш. Падобны эфект тлумачыцца вылучэннем у працэсе сінтэзу ядра энергіі, якая атрымала назву энергія сувязі атамных ядраў. Колькасна яе можна вызначыць, падлічыўшы велічыню працы, якую трэба будзе здзейсніць для расшчаплення ядра на складнікі элементы (нуклоны) без паведамленьня ім пэўнай кінэтычнай энергіі.

У сувязі з гэтым было ўведзена паняцце удзельнай энергіі сувязі ядра. Яе разлічваюць у лікавым эквіваленце, якое прыходзіцца на адзін нуклонов, што ў сярэднім складае 8 МЭВ / нуклонов. З павелічэннем колькасці нуклонов ў ядры адбываецца змяншэнне энергіі сувязі.

У якасці крытэрыю ўстойлівасці атамных ядраў выкарыстоўваюць суадносіны ліку пратонаў і нейтронаў.