3.6. Строение атомных ядер

Вы здесь

Известно о существовании нескольких сот разных видов атомных ядер. Вместе с электронами, окружающими ядро, они образуют атомы разных химических элементов.

Рис. 3.2. Предположительное строение некоторых атомных ядер. В настоящее время еще точно не известно, как эти ядра построены из элементарных частиц, однако установлено, что диаметр ядра приблизительно равен 3—15 фм, а, следовательно, их размеры очень малы даже по сравнению с размерами атомов.

Хотя детальное строение ядер и не установлено, физики единодушно принимают, что ядра можно считать состоящими из протонов и нейтронов.

Вначале в качестве примера рассмотрим дейтрон. Это ядро атома тяжелого водорода, или атома дейтерия. Дейтрон имеет такой же электрический заряд, как и протон, но его масса приблизительно вдвое превышает массу протона. Полагают, что дейтрон состоит из одного протона и одного нейтрона, как показано на рис. 3.2.

Ядро атома гелия, которое также называют альфа-частицей или гелионом, имеет электрический заряд, в два раза превышающий заряд протона, и массу приблизительно в четыре раза больше массы протона. Считают, что альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов.

На рис. 3.2 показано также ядро атома кислорода, состоящее из восьми протонов и восьми нейтронов. Электрический заряд этого ядра в восемь раз больше электрического заряда протона. Такой электрический заряд должен нейтрализоваться соответственно отрицательными зарядами восьми электронов. Масса ядра атома кислорода равна приблизительно 16 единицам массы (16d).

На том же рисунке приведено гипотетическое изображение ядра атома урана. Это ядро состоит из 92 протонов и 143 нейтронов. Электрический заряд ядра атома урана в 92 раза больше заряда протона; такой положительный заряд должен нейтрализоваться отрицательным зарядом 92 электронов. Масса этого ядра примерно в 235 раз больше массы протона.

Чтобы получить правильное представление об атомах и атомных ядрах, необходимо иметь в виду, что изображения атомных ядер на рис. 3.2 увеличены в десять тысяч раз по сравнению с изображениями атомов и молекул, приводимыми на других рисунках данной книги. Ядра очень малы, даже по сравнению с атомами.