De structuur van de atoomkern is een van de meest fundamentele kwesties van de moderne wetenschap. Voortdurende experimenten op dit gebied hebben wetenschappers niet alleen in staat gesteld om met een hoge mate van nauwkeurigheid te bepalen wat een atoom is, maar ook om actief gebruik te maken van de kennis die is opgedaan in verschillende industrieën en bij het maken van de nieuwste wapens.
De kwestie van de structuur van alles op de planeet is al sinds mensenheugenis interessant voor wetenschappers. Dus zelfs in het oude Griekenland geloofden sommige wetenschappers dat materie één en ondeelbaar was in zijn structuur, terwijl hun tegenstanders volhielden dat materie deelbaar was en bestond uit de kleinste deeltjes - atomen, daarom verschillen de eigenschappen van verschillende objecten zo veel van elkaar.
Een doorbraak in de studie van de structuur van moleculen vond plaats in de 18e eeuw, toen M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro hebben de basis gelegd voor de atomair-moleculaire theorie, volgens welke alles in de natuur uit moleculen bestaat, en die op hun beurt zijn gemaakt vanondeelbare deeltjes - atomen waarvan de interactie met elkaar de basiseigenschappen van bepaalde stoffen bepa alt.
Een nieuwe fase in de studie van de structuur van moleculen en atomen begon aan het einde van de 19e eeuw, toen E. Rutherford en een aantal andere wetenschappers ontdekkingen deden, waardoor de structuur van het atoom en de atoomkern verscheen in een geheel nieuw licht. Het bleek dus dat het atoom helemaal geen ondeelbaar deeltje is, integendeel, het bestaat uit nog kleinere componenten - de kern en elektronen die eromheen bewegen in ingewikkelde banen. De algemene neutraliteit van het atoom leidde tot de conclusie dat elektronen met een negatieve lading moeten worden gecompenseerd door elementen met een positieve lading. Zoals later bleek, bestaan dergelijke elementen echt: ze werden ɑ-deeltjes of protonen genoemd.
Moderne wetenschappelijke kennis suggereert dat de structuur van de atoomkern veel gecompliceerder is dan het zelfs honderd jaar geleden leek. Dus vandaag is het bekend dat de kern van een atoom niet alleen protonen omvat, maar ook deeltjes die geen lading hebben - neutronen. Samen worden protonen en neutronen nucleonen genoemd. Aangezien de massa van een neutron slechts 0,14% groter is dan de massa van een proton, wordt dit verschil in berekeningen meestal verwaarloosd.
De grootte van de kern is tussen 10-12 en 10-13 cm Tegelijkertijd, ondanks het feit dat meer dan 95% van de massa van het atoom geconcentreerd is in de kern, is de grootte van het atoom zelf is honderdduizend keer groter dan de grootte van de kern.
Basickwantitatieve kenmerken die de structuur van de atoomkern karakteriseren, kunnen worden geëxtraheerd uit het periodiek systeem van D. I. Mendelejev. Zoals je weet, is het aantal protonen in de kern gelijk aan de som van de elektronen die eromheen draaien en komt het overeen met het serienummer in de elemententabel. Om het aantal neutronen te weten te komen, is het noodzakelijk om het serienummer af te trekken van de totale massa van het element en naar boven af te ronden op een geheel getal. Stoffen waarvan het aantal protonen hetzelfde is, maar het aantal neutronen verschilt, worden isotopen genoemd.
Een van de belangrijkste vragen van wetenschappers die de structuur van de kern bestudeerden, was de vraag naar de krachten die protonen vasthouden, omdat ze dezelfde lading moeten afstoten. Studies hebben aangetoond dat de afstanden tussen protonen in de kern zo klein zijn dat afstoting tussen hen eenvoudigweg niet optreedt. Bovendien dragen de bioonen, die zich tussen de protonen bevinden, bij aan een nauwe interactie en de constante aantrekkingskracht van deze laatste op elkaar.
De structuur van de atoomkern zit nog steeds vol mysteries. Het oplossen ervan zal de mensheid niet alleen helpen om de structuur van de wereld beter te begrijpen, maar zal ook een kwalitatieve doorbraak betekenen in wetenschap en technologie.
