Kakšni so nukleoni in kaj lahko zgradimo od njih?

Sredina prejšnjega stoletja je zaznamovala rojstvo nove dobe v zgodovini človeštva. Kamnita doba je nekoč zamenjala bronasta, potem se je nadaljevalo obdobje vladavine železa, pare in električne energije. Zdaj smo na samem začetku obdobja atomov. Tudi najbolj površno znanje na področju strukture atomskega jedra odpira brez primere človeštvo za človeštvo.

Kaj vemo o jedrskem jedru? Dejstvo, da je 99,99% mase celotnega atoma in je sestavljeno iz delcev, ki se običajno imenujejo nukleoni. Kakšni so nukleoni, koliko od njih, kakšne so, zdaj vsakemu dijaku, ki ima trdne štiri v fiziki, znan.

Kako si predstavljamo strukturo atoma

Žal ne bo kmalu prišlo do tehnike, ki nam omogoča, da vidimo delce, ki sestavljajo atom, atomsko jedro. Na to, kako je urejena snov, je na tisoče vprašanj, obstaja pa tudi veliko teorij o strukturi elementarnih delcev. Do danes je teorija, ki odgovarja na večino vprašanj, planetarni model strukture atoma.

Glede na to, okoli pozitivno nabitega jedra so vrtljivi negativno nabiti elektroni, ki jih drži električna privlačnost. In kaj so nukleoni? Dejstvo je, da jedro ni monolitna, sestoji iz pozitivno nabitih protonov in nevtronov - delcev z ničelnim polnjenjem. Tukaj so delci, iz katerih je zgrajeno atomsko jedro, in običajno jih imenujemo nukleoni.

Od kje je prišla ta teorija, če so delci tako majhni? Znanstveniki so prišli do zaključka o planetarni strukturi atoma, usmerjali nosilce različnih mikrodelcev do najboljših plošč kovin.

Kakšne so njegove dimenzije

Poznavanje strukture atoma ne bo popolno, če si ne moremo predstavljati svojih elementov na lestvici. Jedro je zelo majhno tudi v primerjavi s samim atomom. Če se pripravi v domišljiji atoma, na primer, zlato v obliki ogromen balon s premerom 200 metrov, to je jedro vse navsegohellip- lešnikov. Toda kaj so nukleoni in zakaj igrajo tako pomembno vlogo? Da, če le zato, ker je v njih koncentracija celotne mase atoma.

V gnezdih kristalne rešetke so zlati atomi precej gosti, zato bo razdalja med sosednjimi "oreščki" v lestvici, ki smo jo sprejeli, približno 250-300 metrov.

Proton

Znanstveniki že dolgo trdijo, da jedro atoma ni nekaj monolitne snovi. Boleče zadel velikost mase in polnjenje, rastoče "korake" iz enega kemičnega elementa v drugega. Logično je bilo domnevati, da obstajajo določeni delci s fiksnim pozitivnim nabojem, iz katerih se jedro vseh atomov "tipizira". Koliko nukleonov pozitivno napolnjenih je prisotnih v jedru, tako da bo njeno polnjenje.

Predpostavke o kompleksni strukturi atomskega jedra so bile narejene celo v obdobju Mendelejeva gradnje svoje periodične tabele elementov. Vendar ni bilo tehničnih možnosti za eksperimentalno potrditev ugibanja v tistem času. Šele v začetku 20. stoletja Ernest Rutherford ugotovljen je bil poskus, ki je potrdil obstoj protonov.

Kot posledica izpostavljenosti snovi s sevanjem radioaktivnih kovin se je občasno pojavil delec - kopija jedra vodikovega atoma. Imela je enako težo (1,67 ∙ 10^-27 kg) in atomski naboj +1.

Nevtron

Zaključek o potrebi po iskanju drugega delca, ki ga je nevtron pozval v absentiji, je hitro prišel. Ker je vprašanje, koliko nukleonov v jedru in kaj so, ležijo v neenakomerni rasti mase in napolnijo s spremembo številke zaporedja elementa. Rutherford je domneval obstoj dvojnika protona z ničlo, vendar ni mogel potrditi domneve.

Na splošno so se jedrski znanstveniki že dobro zavedali, kaj so nukleoni in kvantitativna sestava atomskih jeder. In nedosledni delec, dokler nihče ni odkril eksperimentalno, je čakal na svoj čas. Šteje se, da je njegov pobudnik James Chadwick, ki je uspelo ločiti "nevidno" od snovi in ​​jo izpostaviti bombardiranju z jedri helija (delci alfa), razpršenih na ultrahigh hitrosti. Masa delcev, kot je bilo pričakovano, se je izkazala za enako masi protona, odkritega prej. Po sodobnih raziskavah je nevtron nekoliko težji.

Malo več o "opekah" atomskega jedra

Ni težko izračunati, koliko je nukleonov v jedru kemičnega elementa ali njegovega izotopa. Za to sta potrebni dve stvari: Mendeleevova miza in kalkulator, čeprav se lahko v mislih šteje. Primer je dva skupna izotopa urana: 235 in 238. Te številke predstavljajo atomsko maso. Redno število urana je 92, vedno označuje naboj jedra.

Kot je znano, so nukleoni v jedru atoma lahko bodisi pozitivno nabiti protoni ali nevtroni iste mase, vendar brez polnjenja. Redna številka 92 označuje število v protonskem jedru. Število nevtronov se izračuna s preprostim odštevanjem:

• - uran 235, število nevtronov = 235 - 92 = 143;
• - uran 238, število nevtronov = 238 - 92 = 146.

In koliko nukleon lahko združite naenkrat? Menijo, da je na neki točki v življenju zvezde z zadostno maso kot termonuklearne reakcije ni več sposoben vsebovati silo gravitacije, je tlak v drobovju svetilk toliko povečal, da "lepila" se elektroni protoni. Rezultat tega je, da polnjenje postane nič, par protonske elektronike pa postane nevtron. Nastala snov, ki jo sestavljajo "stisnjeni" nevtroni, je izredno gosta.

Zvezda, ki tehta v našem Soncu, se spremeni v žogico nekaj deset kilometrov premera. Čajna žlička takšne "nevtronske kaše" bi lahko tehtala več sto ton na Zemlji.