Budowa j dra atomowego

ą

Cały nasz wielki świat zbudowany jest z atomów. Atomy składają się z trzech rodzajów cząstek:

protonów

, 

neutronów

 i 

elektronów

. Protony i neutrony upakowane są w jądrze, które zajmuje

w atomie pozycję centralną, elektrony zaś krążą wokół niego. Często wyobrażamy sobie atom jak

na   rysunku   obok.   Przeciętna   jego   średnica   wynosi   jedną   lub  dwie  dziesięciomiliardowe   części

metra. Taki  planetarny model  atomu,  chociaż  niezbyt  wiernie  odzwierciedlający rzeczywistość,

jest   wystarczający   dla   naszych   celów.   Patrząc   na   ten   schematyczny   rysunek   pamiętajmy,   że

średnica   jądra   atomowego   jest   naprawdę   około   10   000   razy   mniejsza   od   średnicy   orbity

elektronu,   a   rozmiarów   przestrzennych   elektronu   w   ogóle   nie   znamy!

Jądro  atomowe   to  centralna część każdego   atomu,  w  której   skoncentrowana jest   niemal  cała

masa atomu. Istnienie masywnych jąder atomowych o objętości stanowiącej tylko niewielką część

objętości  całego atomu zostało stwierdzone  w 1911 roku przez E. Rutherforda i
jego współpracowników. Nie znamu  

kształtu jądra

, ale najczęściej przyjmujemy,

że

 

jest

 

on

 

kulisty.

Jądro składa się z protonów (ich liczbę Z nazywa się liczbą atomową) i neutronów.

Składniki jądra czyli protony i neutrony nazywamy nukleonami (liczba A nukleonów

w jądrze zwana jest liczbą masową tego jądra. Jądra atomowe o tej samej liczbie

protonów   a   różnej   liczbie   neutronów   nazywamy   izotopami   (jądra   tego   samego

pierwiastka).

Protony i neutrony jak wszystkie 

hadrony

 składają się z 

kwarków

. Kwarki

wewnątrz protonu i neutronu oddziaływują ze sobą w wyniku oddziaływania silnego
wymieniając 

gluony

. Oprócz tego kwarki jednego protonu mogą się "sklejać" z

kwarkami innego protonu lub neutronu co utrzymuje jądro w całości. Nazywamy to

szczątkowym oddziaływaniem silnym.

W przyrodzie występują pierwiastki zawierające w jądrze od jednego protonu (

wodór

) do 92

(uran) (śladowo w rudzie uranowej występuje jeszcze 93 neptun i 94 pluton). Cięższe pierwiastki

otrzymujemy sztucznie. Istnieje tylko około 270 jąder stabilnych czyli nierozpadających się.

Najcięższym takim jądrem jest bizmut o liczbie atomowej 83 i masowej 209. Pozostałe jądra są

niestabilne i ulegają rozpadowi na inne. Istnieją trzy rodzaje rozpadów: alfa, beta minus i beta plus

(na tej stronie jednak ich nie omawiamy).

Liczby Z protonów i N neutronów w jądrze atomowym są do siebie zbliżone w wypadku lekkich i

średnio ciężkich, natomiast dla jąder ciężkich N>Z. Wiąże się to z osłabieniem wiązania jąder o

zbyt dużej liczbie protonów, spowodowanym siłami odpychania kulombowskiego.