Строение ядра

Ядро – центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и его положительный заряд.

Наряду с термином ядро атома часто используется также термин нуклид.

Ядро состоит из протонов р, имеющих заряд +е и нейтронов n – нейтральных частиц. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона (е= ). Нейтрон не имеет электрического заряда. Количество нейтронов в ядре N.

Прежде чем дать массу нейтрона и протона, отметим, что в атомной и ядерной физике масса измеряется в атомных единицах массы (а.е.м.).

Одна а.е.м. равна 1/12 массы наиболее распространенного изотопа углерода, что в единицах СИ составляет 1,66×10^-27кг, чаще масса измеряется в единицах энергии – электрон-вольтах (1эВ=1,6×10^-19Дж).

Учитывая соотношение Эйнштейна о взаимосвязи массы и энергии Е=mc² , можно показать, что одной а.е.м. соответствует энергия Е=1,66 ×10^-27×(3 ×10⁸)² /(1,6 ×10^-19)=931,5 МэВ.

Итак, масса нейтрона m_n=1,00867 а.е.м. или m_n=939,6 МэВ, масса протона m_p=1.00728 а.е.м. или m_p=938,3 MэВ (масса электрона m_e=5,486×10^-4 а.е.м. или m_e=0,511 МэВ).

Заряд ядра Ze, где Z – порядковый номер элемента в периодической системе элементов Менделеева, равный числу протонов в ядре.

Протоны и нейтроны называют одним словом нуклоны. Нуклоны в ядрах находятся в состояниях, существенно отличающихся от их свободных состояний. За исключением ядра обычного водорода во всех ядрах имеется не менее двух нуклонов, между которыми существует особое ядерное сильное взаимодействие - притяжение - обеспечивающее устойчивость ядер, несмотря на отталкивание, одноименно заряженных протонов.

Если N – число нейтронов в ядре, то число нуклонов A=Z+N называют массовым числом.

Нуклонам (протону и нейтрону) приписывается массовое число, равное единице, электрону - нулевое значение А.

Принято следующее обозначение ядер , где X – символ элемента.