27 Будова атомних ядер
Е. Резерфорд, досліджуючи проходження -частинок з енергією в декілька мегаелектрон-вольт через тонкі плівки золота (див. §208), прийшов до висновку про те, що атом складається з позитивно зарядженого-го ядра і оточуючих його електронів. Проаналізувавши ці досліди, Резерфорд також показав, що атомні ядра мають розміри приблизно 10 -14 -10 -15 м (чи-лінійні розміри атома приблизно 10 -10 м).
Атомне ядро складається з елементарний-них частинок - протонів і нейтронів
Протони і нейтрони називаються нуклонами (від лат. Nucleus - ядро). Ядро позначається тим же символом, що і нейтральний атом: A Z Х, де X - символ хімічного елемента, Z - атом-ний номер (число протонів в ядрі), А - масове число (число нуклонів в ядрі).
Так як атом нейтральний, то заряд ядра визначає і число електронів в атомі. Від числа же електронів залежить їх распреде-ня по станам в атомі, від якого, в свою чергу, залежать хімічні свій-ства атома. Отже, заряд ядра визначає специфіку даного хімічно-го елемента, т. Е. Визначає число елек-тронів в атомі, конфігурацію їх елек-тронних оболонок, величину і характер внутріатомної електричного поля.
Ядра з однаковими Z, але різними А (т. Е. З різними числами нейтронів N = А - Z) називаються ізотопами, а ядра з однаковими A, але різними Z - поб'ю-рами Радіус ядра задається емпіричної формулою
Macс-спектрометричні изме ренію показали, що маса ядра менше, ніж сума мас складових його нукло-нів. Але так як і кожному зміни маси (див. § 40) має відповідати зміна енергії, то, отже, при обра-зовании ядра повинна виділятися визна-ленна енергія. Із закону збереження енергії випливає і зворотне: для розділі-ня ядра на складові частини необхідно затратити таку ж кількість енергії, що виділяється при його утворенні. Енергія, яку необхідно затратити, щоб розщепити ядро на окремі нук-лони, називається енергією зв'язку ядра (див. §40).
Згідно зі слів (40.9), енергія зв'язку нуклонів в ядрі
де mр. mn. MЯ - відповідно маси протона, нейтрона і ядра.
Ядерні реакції - це перетворення атомних ядер при взаємодії з еле-плементарним частками (в тому числі і з -квантами) або один з одним. Наибо-леї поширеним видом ядерної ре-акції є реакція, що записується символічно наступним чином:
X + aY + b, або X (a, b) Y,
де X і Y - вихідне і кінцеве ядра, а й b - бомбардир і випускається (або випускаються) в ядерній реакції частки.
У будь-ядерної реакції виконують-ся закони збереження електричних зарядів і масових чисел: сума зарядів (масових чисел) ядер і частинок, вступаю-щих в ядерну реакцію, дорівнює сумі зарядів (масових чисел) кінцевих про-дуктів (ядер і частинок) реакції. Виконан-ються також закони збереження енергії, імпульсу і моменту імпульсу.
Реакції синтезу легких атомних ядер у важчі, що відбуваються при надвисоких температурах (приблизно 10 7 До і вище), називаються термоядерними-ми реакціями.