Состав и характеристики атомных ядер. Ядро атома состоит из частиц, называемых нуклонами

Ядро атома состоит из частиц, называемых нуклонами. К нуклонам относятся частицы двух типов: протоны и нейтроны. Протон р имеет по­ложительный заряд, значение которого в точности равно элементарному электрическому заряду е. Нейтрон п является нейтральной частицей. Число Z протонов в ядре какого-либо атома равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Это число называется зарядовым чи­слом. Таким образом, ядро с порядковым номером Z обладает зарядом + Ze.

В качестве единицы массы в ядерной физике используется атомная единица массы (сокращенно а.е.м.), равная 1/12 массы атома углерода ¹²₆ С:

1 a.e.м. = 1,6605 · 10^{-27 кг} .

Массу ядра принято обозначать буквой М. Целое число А, ближайшее к численному значению массы М какого-либо атомного ядра, выражен­ному в атомных единицах массы, называется массовым числом. Число А есть число нуклонов в ядре. При этом число N нейтронов в ядре равно

N = A – Z

Состав ядра какого-либо химического элемента определяется значе­нием массового числа А, которое пишут слева вверху около символа X, обозначающего этот элемент, и значением зарядового числа Z - слева внизу:

Атомы, ядра которых имеют одинаковый заряд + Z е, но различные массы, называются изотопами. Примерами изотопов одного элемента являются три изотопа водорода:

протий , дейтерий и тритий

Масса нейтрона т_п = 1,00866 а.е.м. превосходит массу протона т_р = = 1,00728 а.е.м. более чем на две массы электрона т_е = 5,49-10 ^-4 а.е.м. Точные измерения масс атомных ядер показали, что масса любого ядра меньше суммы масс входящих в него нуклонов:

M<Zm_p+Nm_n. (23.1)

Величина

Δ m = Zm_p + Nm_n - M (23.2)

называется дефектом массы ядра.

Атомные ядра имеют почти сферическую форму. Радиус ядра опре­деляется приближенной формулой

R = R ₀ A ^1/3

где R_o= 1,3 · 10^{-15 м} .