Физика атомного ядра

Атомное ядро состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов (протонно-нейтронная модель ядра была предложена Д. Д. Иваненко и В. Гейзенбергом). Протон (₊]р) имеет положительный заряд, равный заряду электрона (q_p = +1,6 • 1СГ¹⁹ Кл) и массу покоя т_р ~ 1836т_е, где т_е — масса электрона. Нейтрон (оп) — нейтральная частица с массой покоя т_п ~ 1839т_е. Протоны и нейтроны называются нуклонами.

Заряд ядра q_H = +Ze, где Z — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре (совпадает с порядковым номером химического элемента в Периодической таблице Д. И. Менделеева). Атом в целом нейтрален, поэтому зарядовое число определяет и число электронов в атоме.

Массовое число (А) — общее число нуклонов в ядре. Массовое число равно сумме числа протонов z и числа нейтронов N в ядре:

Символ химического элемента ^Х.

Например ²9®U: А = 238, Z = 92. В ядре атома урана содержится 92 протона и 146 нейтронов (N — A-Z — 238 — 92 = 146).

Таблица 7. 7.

Символы обозначения частиц.

Примечание: индекс «О» в записях _°е или _?р символически означает, что массы электрона и позитрона много меньше массы атома.

Разновидности ядер одного и того же химического элемента:

• 1) изотопы — ядра с одинаковыми Z, но разными, А (т. е. с разными числами нейтронов (N = A- Z);
• 2) изобары — ядра с одинаковыми А, но разными Z. Например, водород имеет три изотопа: }Н — протий (Z = 1,

N = 0), ²Н—дейтерий (Z = 1, N = 1), ]Н — тритий (Z = 1, N = 2). Они имеют схожие физические и химические свойства.

Химически чистое вещество всегда представляет смесь изотопов данного элемента, которые содержатся в нем в разных пропорциях, поэтому массовое число элемента, А может быть дробным. Примером изобар являются ядра '^Ве, ¹sB, 'gC.