Strukturen av atomkärnan är en av de mest grundläggande frågorna inom modern vetenskap. Ständiga experiment inom detta område har gjort det möjligt för forskare att inte bara avgöra med en hög grad av noggrannhet vad en atom är, utan också att aktivt använda den kunskap som erhållits inom olika industrier och i skapandet av de senaste vapnen.
Frågan om strukturen på allt på planeten har varit av intresse för forskare sedan urminnes tider. Så även i antikens Grekland trodde vissa forskare att materia var en och odelbar i sin struktur, medan deras motståndare insisterade på att materia var delbar och bestod av de minsta partiklarna - atomer, därför skiljer sig egenskaperna hos olika föremål så mycket från varandra.
Ett genombrott i studiet av molekylers struktur inträffade på 1700-talet, när M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro lade grunden till den atom-molekylära teorin, enligt vilken allt i naturen består av molekyler, och de i sin tur är gjorda avodelbara partiklar - atomer, vars växelverkan med varandra bestämmer de grundläggande egenskaperna hos vissa ämnen.
Ett nytt stadium i studiet av strukturen hos molekyler och atomer började i slutet av 1800-talet, när E. Rutherford och ett antal andra vetenskapsmän gjorde upptäckter, som ett resultat av att atomens struktur och atomkärnan dök upp i ett helt nytt ljus. Så det visade sig att atomen inte alls är en odelbar partikel, tvärtom, den består av ännu mindre komponenter - kärnan och elektronerna som rör sig runt den i invecklade banor. Atomens allmänna neutralitet ledde till slutsatsen att elektroner med negativ laddning måste balanseras av element med positiv laddning. Som det visade sig senare, existerar sådana element verkligen: de kallades ɑ-partiklar eller protoner.
Modern vetenskaplig kunskap tyder på att strukturen av atomkärnan är mycket mer komplicerad än den verkade för ens för hundra år sedan. Så idag är det känt att kärnan i en atom inkluderar inte bara protoner, utan också partiklar som inte har en laddning - neutroner. Tillsammans kallas protoner och neutroner nukleoner. Eftersom en neutrons massa bara är 0,14 % större än en protons massa, försummas denna skillnad vanligtvis i beräkningar.
Storleken på kärnan är mellan 10-12 och 10-13 cm. Samtidigt, trots att mer än 95 % av atomens massa är koncentrerad i kärnan, är storleken på själva atomen är hundra tusen gånger större än kärnans storlek.
Grundläggandekvantitativa egenskaper som kännetecknar strukturen av atomkärnan kan extraheras från det periodiska systemet för D. I. Mendelejev. Som ni vet är antalet protoner i kärnan lika med summan av elektronerna som kretsar runt den och motsvarar serienumret i elementtabellen. För att ta reda på antalet neutroner är det nödvändigt att subtrahera serienumret från elementets totala massa och avrunda uppåt till ett heltal. Ämnen där antalet protoner är detsamma, men antalet neutroner är olika, kallas isotoper.
En av de viktigaste frågorna som ställdes av forskare som studerade kärnans struktur var frågan om krafterna som håller protoner, eftersom de måste stöta bort, eftersom de har samma laddning. Studier har visat att avstånden mellan protoner i kärnan är så små att repulsion mellan dem helt enkelt inte uppstår. Dessutom bidrar biojonerna, som är belägna mellan protonerna, till nära interaktion och de senares ständiga attraktion till varandra.
Strukturen av atomkärnan är fortfarande fylld av många mysterier. Att lösa dem kommer inte bara att hjälpa mänskligheten att bättre förstå världens struktur, utan också göra ett kvalitativt genombrott inom vetenskap och teknik.
