Die Struktur des Atomkerns ist eine der grundlegendsten Fragen der modernen Wissenschaft. Ständige Experimente auf diesem Gebiet haben es Wissenschaftlern ermöglicht, nicht nur mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, was ein Atom ist, sondern auch das in verschiedenen Industrien und bei der Entwicklung der neuesten Waffen gewonnene Wissen aktiv zu nutzen.
Die Frage nach dem Aufbau von allem auf dem Planeten beschäftigt Wissenschaftler seit jeher. So glaubten sogar im antiken Griechenland einige Wissenschaftler, dass die Materie eins und in ihrer Struktur unteilbar sei, während ihre Gegner darauf bestanden, dass die Materie teilbar sei und aus den kleinsten Teilchen - Atomen - bestehe, weshalb sich die Eigenschaften verschiedener Objekte so sehr voneinander unterscheiden.
Ein Durchbruch in der Untersuchung der Struktur von Molekülen gelang im 18. Jahrhundert, als M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro legten die Grundlagen der atommolekularen Theorie, nach der alles in der Natur aus Molekülen besteht und diese wiederum aus Molekülen bestehenunteilbare Teilchen - Atome, deren Wechselwirkung die grundlegenden Eigenschaften bestimmter Substanzen bestimmt.
Eine neue Phase in der Erforschung der Struktur von Molekülen und Atomen begann Ende des 19. Jahrhunderts, als E. Rutherford und eine Reihe anderer Wissenschaftler Entdeckungen machten, aus denen die Struktur des Atoms hervorging und der Atomkern erschien in einem völlig neuen Licht. Es stellte sich also heraus, dass das Atom überhaupt kein unteilbares Teilchen ist, sondern aus noch kleineren Bestandteilen besteht - dem Kern und den Elektronen, die sich in komplizierten Bahnen um ihn herum bewegen. Die generelle Neutralität des Atoms führte zu dem Schluss, dass negativ geladene Elektronen durch positiv geladene Elemente ausgeglichen werden müssen. Wie sich später herausstellte, gibt es solche Elemente wirklich: Man nannte sie ɑ-Teilchen oder Protonen.
Moderne wissenschaftliche Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Struktur des Atomkerns viel komplizierter ist, als es noch vor hundert Jahren schien. So ist heute bekannt, dass der Kern eines Atoms nicht nur Protonen enthält, sondern auch Teilchen, die keine Ladung haben - Neutronen. Zusammen werden Protonen und Neutronen als Nukleonen bezeichnet. Da die Masse eines Neutrons nur um 0,14 % größer ist als die Masse eines Protons, wird dieser Unterschied in der Regel bei Berechnungen vernachlässigt.
Die Größe des Kerns liegt zwischen 10-12 und 10-13 cm, gleichzeitig aber trotz der Tatsache, dass mehr als 95% der Atommasse im Kern konzentriert ist, die Größe des Atoms selbst ist hunderttausendmal größer als der Zellkern.
Einfachquantitative Merkmale, die die Struktur des Atomkerns charakterisieren, können dem Periodensystem von D. I. entnommen werden. Mendelejew. Wie Sie wissen, ist die Anzahl der Protonen im Kern gleich der Summe der ihn umkreisenden Elektronen und entspricht der fortlaufenden Nummer in der Elementtabelle. Um die Anzahl der Neutronen zu ermitteln, muss die Seriennummer von der Gesamtmasse des Elements abgezogen und auf eine ganze Zahl aufgerundet werden. Stoffe, bei denen die Anzahl der Protonen gleich, aber die Anzahl der Neutronen unterschiedlich ist, nennt man Isotope.
Eine der wichtigsten Fragen von Wissenschaftlern, die die Struktur des Kerns studierten, war die Frage nach den Kräften, die Protonen festh alten, weil sie sich bei gleicher Ladung abstoßen müssen. Studien haben gezeigt, dass die Abstände zwischen Protonen im Kern so gering sind, dass es einfach nicht zu einer Abstoßung zwischen ihnen kommt. Außerdem tragen die zwischen den Protonen befindlichen Bionen zu einer engen Wechselwirkung und der ständigen Anziehungskraft der letzteren bei.
Der Aufbau des Atomkerns ist noch voller Rätsel. Ihre Lösung wird der Menschheit nicht nur helfen, die Struktur der Welt besser zu verstehen, sondern auch einen qualitativen Durchbruch in Wissenschaft und Technologie erzielen.
