Jaké jsou nukleony a co je z nich postaveno?

V polovině minulého století bylo zrodeno nové období v dějinách lidstva. Kamenný věk byl kdysi nahrazen bronzovým, poté pokračovalo období vlády železa, páry a elektřiny. Nyní jsme na samém počátku doby atomu. Dokonce i nejnaléhavější poznání v oblasti struktury atomového jádra otevírá nebývalé horizonty lidstva.

Co víme o atomovém jádru? Skutečnost, že je 99,99% hmotnosti celého atomu a sestává z částic, které se běžně nazývají nukleony. Jaké jsou nukleony, kolik z nich, co jsou, je nyní znám každému středoškolskému studentovi, který má ve fyzice pevné čtyři.

Jak si představujeme strukturu atomu

Bohužel, brzy se objeví technika, která nám umožní vidět částice, které tvoří atom, atomové jádro. Jak je uspořádána hmota, existují tisíce otázek a existuje také mnoho teorií o struktuře elementárních částic. Dosavadní teorie, která odpovídá na většinu otázek, je planetární model struktury atomu.

Podle něj kolem kladně nabitého jádra dochází k otáčení záporně nabitých elektronů, udržovaných elektrickou přitažlivostí. A jaké jsou nukleony? Faktem je, že jádro není monolitické, skládá se z kladně nabitých protonů a neutronů - částic s nulovým nábojem. Zde jsou ty částice, ze kterých je atomové jádro postaveno, a je zvykem říkat jim nukleony.

Odkud pochází tato teorie, jsou-li částice tak malé? Závěr, že planetová konstrukce atomu, vědci, se zaměřením na tenkých desek kovových nosníků různých mikročástic.

Jaké jsou jeho rozměry

Znalost struktury atomu nebude úplná, dokud si nedokáže představit jeho prvky v měřítku. Jádro je extrémně malé i ve srovnání s atomem samotným. Pokud nakreslíte svou představivost atom, například ze zlata v podobě obrovského balónu o průměru 200 metrů, pak jeho jádro bude jen Heillip-Hazel. Ale co jsou nukleony a proč hrají tak důležitou roli? Ano, jen proto, že v nich je soustředěna celá hmotnost atomu.

Hnízda z krystalové mřížky atomů zlata jsou uspořádány dostatečně těsně, takže vzdálenost mezi sousedními „matice“, ve kterém přijaté měřítko je asi 250 až 300 metrů.

Proton

Vědci již dlouho předpokládali, že jádro atomu není nějaká monolitická látka. Bolestně zasažena velikostí hmoty a náboje, rostoucí "kroky" od jednoho chemického prvku k druhému. Bylo logické předpokládat, že existují určité částice s fixním kladným nábojem, ze kterého jsou "jádra" všech atomů "napsána". Kolik nukleonů pozitivně nabitých je přítomno v jádru, tak bude jeho náboj.

Předpoklady o složité struktuře atomového jádra byly vytvořeny dokonce i v době, kdy Mendelejev stavbu periodické tabulky prvků. Neexistovaly však žádné technické možnosti experimentálně potvrdit domněnku v té době. Pouze na počátku 20. století Ernest Rutherford byl vytvořen experiment, který potvrdil existenci protonu.

V důsledku expozice látce radiací radioaktivních kovů se čas od času objevila částice - kopie jádra atomu vodíku. Měla stejnou váhu (1,67 ∙ 10^-27 kg) a atomovou náplní +1.

Neutron

Závěr o potřebě hledat jinou částicu, nazvanou neutronem v nepřítomnosti, přišel rychle. Vzhledem k tomu, že otázka, kolik nukleonů v jádru a co jsou, leželo v nerovnoměrném růstu hmoty a náboje se změnou v pořadovém číslu prvku. Rutherford učinil předpoklad o existenci dvojitého protonu s nulovým nábojem, ale nedokázal potvrdit domněnku.

Celkově jaderní vědci si již dobře uvědomovali, jaké jsou nukleony a kvantitativní složení jaderných jader. A nepolapitelná částicka, dokud ji nenašla experimentálně, čekala na svůj čas. Za iniciátor je považován James Chadwick, který se podařilo oddělit "neviditelnou" od substance, vystavit ji bombardování s jádry helia (alfa částic) rozptýlených na ultra vysoké rychlosti. Hmotnost částic, jak se očekávalo, se rovnala hmotnosti protonu objeveného dříve. Podle moderního výzkumu je neutron trochu těžší.

Trochu víc o "cihlách" atomového jádra

Není těžké vypočítat, kolik nukleonů v jádře chemického prvku nebo jeho izotopu. K tomu jsou zapotřebí dvě věci: Mendeleevův stolek a kalkulačka, ačkoli to může být započítáno do mysli. Příkladem jsou dva běžné izotopy uranu: 235 a 238. Tyto čísla představují atomovou hmotnost. Pořadové číslo uranu je 92, vždy označuje náboj jádra.

Jak je známo, nukleony v jádru atomu mohou být buď pozitivně nabité protony nebo neutrony stejné hmotnosti, ale bez náboje. Pořadové číslo 92 označuje číslo v jádře protonu. Počet neutronů se vypočítá jednoduchým odečítáním:

• - uran 235, počet neutronů = 235 - 92 = 143;
• - uran 238, počet neutronů = 238 - 92 = 146.

A kolik nukleonů může být najednou spojeno? Předpokládá se, že v určitém okamžiku v životě hvězdy s dostatečnou hmotností jako termonukleární reakce již není schopen pojmout gravitační síla, tlak v útrobách svítidel se zvýší natolik, že „lepidla“ elektrony protonů. V důsledku toho se náboj stává nulovým a pár protonů a elektronů se stává neutronem. Výsledná látka, složená z "lisovaných" neutronů, je extrémně hustá.

Hvězda, která váží v našem Slunci, se změní v míč o pár desítek kilometrů v průměru. Čajová lžička takové "neutronové kaše" může vážit několik set tun na Zemi.