Нуклонный состав ядер

Атомные ядра

Ядерные силы

Причиной образования атомных ядер можно считать т.н. "ядерные силы", которые, с одной стороны, удерживают частицы- нуклоны в составе единого связанного агрегата- ядра и, с другой стороны, во многом определяют свойства ядер. По своей природе ядерные силы обусловлены наличием внутри барионов цветных частиц — кварков. С больших расстояний барионы, каждый из которых содержит три кварка разного цвета, выглядят бесцветными, т.е. не участвующими в цветовых взаимодействиях. Однако, при сближении двух барионов на рассто­яние, сравнимое с их собственными размерами, проявляются остаточные цветовые взаимодействия, обусловливающие возможность связы­вания барионов в ядро.

Бо­льшинство таких структур имеют очень малое время жизни, поскольку почти все барионы сами подвержены процессам распада. Стабильные долгоживу­щие структуры образуются только из барионов двух типов — протонов и нейтронов. Такие структуры называются атомными ядрами, а частицы их образующие — нуклонами. ­

Нуклонный состав ядер

Важнейшей характеристикой атомного ядра является его нуклонный состав, который можно охарактеризовать числом протонов (N _p) и числом нейтронов (N _n), с которыми связано большин­ство механических наблюдаемых ядер:

Число протонов(N _p) важно тем, что оно обусловливает величину электрического заряда ядра и, следовательно, соответствующий ему номер химического элемента в Периодической системе. Поэтому число протонов(N _p) часто называют зарядовым числом ядра и обозначают символом Z. Суммарное число нуклонов N = N _p + N _n обусловливает величину атомной массы, и поэтому его часто называют массовым числом M.

Каждое атомное ядро можно обозначить символом химического элемента с указанием двух индексов — массового (M) и зарядового (Z) чисел. (Иногда зарядовое число опускают, поскольку его однозначно определяет сам символ химического элемента.)

Существуют ядра с одинаковыми числами протонов, но разными числами нейтронов, например, ¹H, ²H, ³H. Они называются изотопами. Это понятие играет важную роль в химии, где каждому химическому элементу можно сопоставить особую характеристику — изотопный состав. Дополнительно можно выделить ядра- изобары, для которых постоянной величиной является сумма чисел протонов и нейтронов. Примером могут служить ядра ⁴⁰K (19 протонов + 21 нейтрон) и ⁴⁰Ar (18 протонов + 22 нейтрона).