# data[].attributes.headline
Ядерна фізика

# data[].attributes.subject
Ядерна фізика

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Я́дерна фі́зика - розділ фізики, який вивчає структуру і властивості атомних ядер, та механізми ядерних реакцій (в тому числі радіоактивний розпад).

Задачі, що виникають в ядерній фізиці, - це типовий приклад задач декількох тіл. Ядра складаються з нуклонів ( протонів і нейтронів), і в типових ядрах містяться десятки і сотні нуклонів. Це число дуже велике для точно розв'язуваних задач, але все-таки дуже мале для того, щоб можна було користуватися методами статистичної фізики. Це і призвело до великої різноманітності різних моделей атомних ядер.

Число протонів в ядрі ( число заряду, також порядковий номер елементу) прийнято позначати через Z, число нейтронів - через N. Їх сума A = Z + N називається масовим числом ядра. Атоми з однаковим Z (тобто атоми одного і того ж елементу), але з різними N називаються ізотопами, з однаковими A, але з різними Z - ізобарами, з однаковими N, але з різними Z - ізотонами.

Основна відмінність між протоном і нейтроном полягає в тому, що протон - заряджена частинка, заряд якої e = 4,803×10 −10 од. СГС = 1,602×10 −19 Кл. Це елементарний заряд, чисельно рівний заряду електрона. Нейтрон же, як і показує його назва, електрично нейтральний. Спіни протона і нейтрона однакові і рівні спіну електрона, тобто 1/2 (в одиницях зведеної сталої Планка ). Маси протона і нейтрона майже однакові: 1836,15 і 1838,68 мас електрона відповідно.

Протон і нейтрон не є елементарними частинками. Вони складаються з двох типів кварків - d-кварка із зарядом -1/3 і u-кварка із зарядом +2/3 від елементарного заряду е. Протон складається з двох u-кварків і одного d-кварка (сумарний заряд +1), а нейтрон з одного u-кварка і двох d-кварків (сумарний заряд - 0). Вільний нейтрон - частинка нестабільна. Він розпадається через 15 хвилин після свого виникнення на протон, електрон і анти нейтрино (див. Бета-розпад нейтрона). В ядрі нейтрон знаходиться в глибокій потенційній ямі, тому його розпад може бути заборонений законами збереження.

Вивчення будови ядра та його складових елементів можливе тільки за допомогою вивчення ядерних реакцій. Для проведення ядерних реакцій необхідні засоби прискорення й детектування частинок. Тому невід'ємними підрозділами ядерної фізики є фізика прискорювачів і фізика детекторів.

Радіаційна фізика та радіаційне матеріалознавство є міждисциплінарними підрозділами фізики, які вивчають вплив ядерного випромінювання на властивості опромінених речовин і методи модифікації властивостей матеріалів за допомогою опромінення.

Ядерна фізика має принципове значення для багатьох розділів астрофізики (первинний нуклеосинтез, термоядерні реакції в зорях як під час життя на головній послідовності, так і при сході з неї), і, очевидно, для ядерної енергетики.

Перше явище з області ядерної фізики було відкрите 1896 року Анрі Беккерелем. Це природна радіоактивність солей урану, що виявляється в спонтанному випромінюванні невидимого проміння, здатного викликати іонізацію повітря і почорніння фотоемульсій. Через два роки П'єр Кюрі і Марія Склодовска-Кюрі відкрили радіоактивність торію і виділили з солей урану полоній і радій, радіоактивність яких виявилася в мільйони раз сильнішою від радіоактивності урану і торію.

Детальне експериментальне вивчення радіоактивних випромінювань було проведено Резерфордом. Він показав, що радіоактивні випромінювання складаються з трьох типів проміння, названих, відповідно α-, β- і γ-променями. Бета-промені складаються з негативних електронів, альфа-промені - з позитивно заряджених частинок ( альфа-частинок, які, як з'ясувалося дещо пізніше, є ядрами гелію-4), гамма-промені аналогічні променям Рентгена (не мають заряду), тільки значно жорсткіші, тобто з меншою довжиною хвилі.

У 1911-1913 році Резерфорд разом з Гансом Гейгером і Ернестом Марсденом проводять експеримент з обстрілювання альфа-частинками золотої фольги, завдяки якому стало зрозуміло, що більша частина маси атому сконцентрована в його ядрі, а електрони обертаються навколо нього. Така модель отримала назву планетарної.

Паралельно з теорією атомного ядра, розвивалася квантова теорія. У 1900 році була опублікована робота Макса Планка, присвячена тепловому випромінюванню тіл. Ця робота стала першою, в якій було висловлене припущення про те, що енергія може випромінюватися лише порціями, квантами. Саме квантова теорія дозволила позбутися протиріч у планетарній моделі Резерфорда, згідно яких електрони мали б дуже швидко впасти на ядра, що призвело до появи у 1913 році атомної моделі Бора.

У 1919 році, продовжуючи експерименти з альфа-частинками, Резерфорд відкрив, що при бомбардуванні азоту альфа-частинками, з нього вилітають позитивно заряджені частинки, маса яких майже в 2000 разів більша за масу електронів. Пізніше було показано, що позитивно заряджені частинки вилітають і з інших атомів. Ці частинки отримали назву . Ядерна реакція з азотом, що її спостерігав Резерфорд, може бути записана як

Ця реакція була першим доведеним випадком перетворення одного елементу на інший. Також, завдяки цим експериментам було доведено, що атомні ядра не є елементарними, а протони були ідентифіковані як їх складові частини.

У 1928 році Георгієм Гамовим, Рональдом Генрі і Едвардом Кондоном була створена модель альфа-розпаду, яка базувалася на припущенні, що альфа-частинка постійно знаходиться всередині ядра, а вірогідність альфа-розпаду визначається вірогідністю того, що альфа-частинка пройде через кулонівський бар'єр. Ця модель пояснювала сильну залежність вірогідності розпаду від енергії альфа-частинки. Таким чином, це була перша якісна теорія, що пояснювала динаміку ядерних трансмутацій.

У 1934 Джон Кокрофт і Ернст Уолтон винайшли перший прискорювач заряджених частинок, що дозволило досліджувати ядерні реакції, що запускаються частинками з енергією вищою ніж мають альфа-частинки.

Довгий час вважалося, що ядро складається з протонів і електронів. Проте така модель знаходилася в суперечності з експериментальними фактами, щодо спінів і магнітних моментів ядер. У 1930 році, під час опромінення альфа-частинками берилієвої фольги, було зафіксовано випромінювання з великою проникністю, що складалося з нейтральних частинок. У 1932 році Джеймс Чедвік показав, що це випромінювання складається з невідомих раніше частинок, що отримали назву . Після цього, Дмитро Іваненко і Вернер Гейзенберг незалежно висловили припущення, що нейтрони є складовими частинами ядер, що пізніше отримало експериментальні підтвердження. Протон і нейтрон отримали загальну назву нуклонів.

Протони мають заряд одного знаку, тому на них діє великі кулонівські сили, що намагаються виштовхнути їх з ядер. Той факт, що, незважаючи на це, ядра не розпадаються, показує, що між нуклонами існує і інша, ще сильніша взаємодія, що утримує їх разом. Ця взаємодія отримала назву сильної. У 1934-1937 роках Хідекі Юкава створив мезонну модель ядерних сил, побудована на припущенні про те, що нуклони обмінюються ще не відкритими частинками, які було названо . Модель Юкави підтвердилася у 1949.

В 30-ті роки ядерна фізика активно розвивалася, і було відкрито багато нових процесів, що відбуваються в ядрах: Фредерік і Ірен Жоліо-Кюрі відкривають штучну радіоактивність, Енріко Фермі досліджує ядерні реакції, викликані нейтронами, у 1939 році німецькі фізики Отто Ган і Франц Штрассман відривають явище поділу ядра урану під дією нейтронів, а у 1940 році Олексій Фльоров і Константин Петржак відкрили спонтанний поділ ядра

Друга світова війна призвела до спроб знайти військове застосування величезним енергіям, що містило в собі атомне ядро. Відкриття у 1939 році ланцюгової ядерної реакції спонукало великі держави до досліджень урану як джерела такої енергії. Програма Сполучених Штатів Америки під кодовою назвою " Мангеттенський проект" під керівництвом Роберта Оппенгеймера першою досягла успіху, створивши діючу атомну бомбу під назвою "Трініті", випробовування якої стало першим в історії. Створенні пізніше атомні бомби "Малюк" і "Товстун" були використані під час війни проти Японії, і скинуті на Хіросіму і Наґасакі. Цей епізод є, наразі, єдиним випадком використання ядерної зброї у воєнних цілях.

Німецька ядерна програма розвивалася паралельно з американською, але, через падіння режиму Гітлера, так і не була доведена до кінця.

Радянський атомний проект був повільнішим, і багато в чому спирався на американський, тому СРСР провела перші ядерні випробування лише у 1949 році. Наступні кілька десятиліть супроводжувалися активним нарощуванням ядерних арсеналів. Цей час отримав назву " Холодна війна".

Також, ядерну зброю розробили деякі інші країни: Китай, Велика Британія, Франція, Індія, Пакистан, ПАР, і, ймовірно, Ізраїль та КНДР. В наш час ядерні випробовування, а також виробництво атомної зброї країнами, що її не мають, заборонене договором про нерозповсюдження ядерної зброї 1968 року.

Вперше, ядерний реактор, що виробляє енергію за рахунок ланцюгової реакції був продемонстрований у 1942 році групою фізиків під керівництвом Енріко Фермі, і називався " Чиказька дровітня". Коефіцієнт розмноження нейтронів у цьому реакторі дорівнював 1,0006 завдяки чому, хоча потужність реактора і зростала експоненційно, час її подвоювання становив близько хвилини. Максимальна потужність реактора склала близько половини вата.

Перша у світі атомна електростанція була побудована в СРСР в 1954 році в місті Обнінськ, Калузької області, і виробляла 5 мегават енергії.

В 2014 році атомні електростанції виробили приблизно 5% усієї спожитої людством енергії.

Ідея про те, що при об'єднанні легких ядер у важкі виділяється енергія була висловлена ще в 1920 році Артуром Едінгтоном, який припустив, що саме цей процес є джерелом енергії для зірок (детально цей механізм був описаний Гансом Бете у 1939), а у 1934 році така реакція (злиття ядер дейтерію з утворенням тритію або гелію-3) була проведена Марком Оліфантом.

Атомні перегони між СРСР і США спонукали активні дослідження ядерного синтезу, як джерела енергії. Військове застосування ці процеси знайшли у водневій бомбі, перша з яких була випробувана у 1952 році.

Проте, на відміну від реакції поділу урану, що вже через кілька років після винайдення атомної бомби була використана в атомних електростанціях, реакція синтезу не використовується на практиці і дотепер. Хоча перший водневий реактор, що працює на реакції синтезу ( токамак Т-1) був створений ще у 1950 році в СРСР, протягом наступних десятиліть численні проблеми, пов'язані зі стабільністю та співвідношенням затраченої й отриманої енергії так і не були розв'язані до кінця, незважаючи на мільярдні інвестиції.

Наразі, проект ITER, що будується у Франції, може стати першим, що буде мати позитивний енергетичний баланс. Його запуск планується у 2020 році.

Завдяки використанню прискорювачів, у 1947 році були відкриті так звані " дивні" частинки, а пізніше - чарівні, і красиві. Загальна кількість баріонів активно збільшувалася, але при цьому, вони природно об'єднувалися в родини, що дозволило припустити, що ці частинки не є елементарними. Пізніші дослідження підтвердили цю гіпотезу: було продемонстровано, що розподіл щільностей всередині протона не є рівномірним - в ньому виділяється деяка внутрішня структура. Такі структурні елементи отримали назву партонів.

У 1964 році Маррі Гел-Маном і Джорджем Цвейгом була розроблена теорія кварків. Згідно неї, кожен баріон складається з трьох, а кожен мезон з двох частинок, кожна з яких має заряд 1/3, і спеціальні квантові числа, що були названі ароматом і кольором. Кварки не можуть покинути андрон, (цей стан отримав назву конфайнмент), і тому нецілі заряди ніколи не спостерігаються. Сильна взаємодія в цьому описі виявлялася лише слабким відголоском взаємодії між кварками, так само як Сили Ван дер Ваальса є відголоском електромагнітних.

Таким чином, всі баріони виявлялися комбінаціями п'яти кварків (і їх антикварків). Шостий - t-кварк, через свою короткоживучість не встигає утворити адрони.

Довгий час вважалося, що уран, 92-й елемент, є найважчим серед існуючих, але у 1940 році було синтезовано елемент номер 93, що отримав назву нептуній, який був першим штучно синтезованним елементом. В тому ж році було синтезовано плутоній. Протягом наступних років, були синтезовані ще кілька десятків елементів.

На 2016 рік, найважчим з трансуранових елементів елементів є Оганесон, елемент номер 118, синтезований у 2002 році в Дубні.

Булавін Л. А., Тартаковський В. К. Ядерна фізика. - Знання. - Київ : ВТД "Університетська книга", 2005. - 439 с. - ISBN 966-346-020-2.

Каденко І. М., Плюйко В. А. Фізика атомного ядра та частинок. - : ВПЦ "Київський університет", 2008. - 414 с.

Ядерна фізика : Підруч. / Л. А. Булавін, В. К. Тартаковський. - 2-е вид., переробл. і доповн. - К. : Знання, 2005. - 439 c. - (Вища освіта XXI ст.).

Валантэн Л. Субатомная физика: ядра и частицы. - : Мир, 1986. - 272+336 с.

Вильдермут К., Тан Я. Единая теория ядра. - : Мир, 1980. - 504 с.

Престон М. Физика ядра. - : Мир, 1964. - 576 с.

Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. - : Мир, 1979. - 736 с.

Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. - : Наука, 1980. - 748 с.

# data[].attributes.attachment_link.title
Ядерна фізика

# data[].attributes.attachment_link.description
Я́дерна фі́зика - розділ фізики, який вивчає структуру і властивості атомних ядер, та механізми ядерних реакцій (в тому числі радіоактивний розпад). Задачі, що виникають в ядерній фізиці, - це типовий приклад задач декількох тіл. Ядра складаються з нуклонів ( протонів і нейтронів), і в типових ядрах містяться десятки і сотні нуклонів.

# data[].attributes.headline
Ядерна фізика

# data[].attributes.subject
Ядерна фізика

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Зареєструвавшись на сайті " Моя наука ", я захотів займатися висвітленням не актуальних новин зі світу науки, а на більш буденних речей. Вони буденні для спеціалістів, але напевно комусь ще невідомі але, маю надію, цікаві.

У цій статті я хочу поговорити про той розділ фізики, який у ЗМІ зазвичай представляють найбільш емоційно - ядерну фізику. Я намагатимуся просто та зрозуміло пояснювати основи предмету, керуючись тими питаннями, які часто чув від людей не фізиків, починаючи зі студентського віку. Частіше за все я чув питання на кшталт "а звідки фізики це знають?". Тому часто опис багатьох явищ буде починатися з їхнього відкриття.

Альфа-, бета- і гамма-випромінення

Мабуть, найчастіше фізики чують питання про те, звідки відомо про мікроскопічні частинки, якщо їх не видно, а кольору чи запаху вони не мають.

Отже, почнемо розповідь з того, які видимі явища є індикатором їх присутності. Хоча частинки невидимі, але летячи з великою швидкістю, вони здатні змінювати структуру матеріалу, до якого потрапляють. Такі процеси називаються іонізацією, і саме тому люди використовують вираз "іонізуюче випромінення". Детальніше про нього буде далі, а зараз слід тільки зазначити, що макроскопічних наслідків у цього явища може бути багато. Матеріал може почати світитися, може змінитися його провідність, відбуватимуться якісь хімічні реакції, тощо.

Першим детектором іонізуючого випромінення був фотографічний папір. Випадково! Просто в одній шухляді стола разом з нерозпакованою пачкою паперу лежав зразок одного незвичайного мінералу, який дивним чином засвітив цей папір крізь упаковку. Це відбулося на початку минулого сторіччя. З того мінералу виділили хімічний елемент, який назвали радієм (в перекладі з грецької - "промінь"). Пізніше виявилося, що він не один такий, а є цілий клас хімічних елементів, які тепер називаються радіоактивними.

Цікаво теж, звідки дізналися про те, що це випромінювання складається з частинок. Адже фотопапір після проявки просто почорнів. Але коли використали фотоемульсію, що світилася безпосередньо під час опромінення, побачили не суцільне сяйво, а поодинокі спалахи. Це свідчило про дискретну структуру відкритих променів. На разі існує цілий клас різноманітних детекторів, принцип дії яких полягає в реєстрації таких світлових спалахів - сцинтиляційні.

Також виявилося, що іонізуюче випромінювання буває різне. Спостерігаючи його розповсюдження в електричному полі побачили, що є складові, які відхиляються в різних напрямках, бо мають різний заряд. Частинки з додатнім зарядом назвали першою грецькою літерою "альфа", від'ємно заряджені назвали "бета"(згодом вияснилося, що це є вже знайомі на той час фізикам електрони). Але частина випромінення не реагувала на електричне поле. Цю нейтральну складову назвали "гамма", про його структуру ми поговоримо пізніше.

Як знайшли ядро

А тепер варто розповісти про те, як собі уявляли будову атома на початку 20-го століття, оскільки це важливо для розуміння наступного кроку фізики. На той час було достовірно встановлено існування електронів - носіїв від'ємного заряду. Також було зрозуміло, що атом в цілому є нейтральним, хоча містить у собі ці електрони. Популярною моделлю на той час було представлення атому у вигляді додатньо зарядженого "пудингу", в якому знаходилися "родзинки"-електрони. Процес іонізації, про який ішлося трохи раніше, власне полягає в тому, що від атомів відриваються електрони, які можуть потім змінити своє місце розташування.

Але була ще інша модель будови атома - планетарна, згідно з якою додатній заряд є скупчений у центрі атома, а навколо нього досить розпорошено розташовані електрони. Явище іонізації є можливим в обох моделях, але щодо взаємодії поодиноких атомів із зарядженими частинками - передбачення зовсім різні. Сама по собі планетарна модель атома на той час вважалася дуже сміливою гіпотезою, але вона була цікава для фізиків тому, що в її рамах опис розсіяння заряджених частинок на атомі порівняно простий з математичної точки зору. Якщо припустити, що додатній заряд і масу в атомі скупчено в одній точці, та знехтувати впливом електронів, то користуючись знаннями механіки, що вже були, можна отримати досить просту формулу для співвідношення кількостей частинок, що розсіюються під різними кутами.

Резерфорд, фізик що вивів цю формулу, поставив експеримент: золоту фольгу опромінив альфа-частинками з радієвого джерела. Фольга - золота, оскільки золото є дуже пластичним металом, і з нього ще тоді могли виготовити дуже тонку фольгу. Звичайно, там був не один шар атомів, але їх кількість була достатньо малою, щоб у випадку правдивості припущення не вплинути суттєво на результат. Розсіяні частинки реєстрували за допомогою вищезгаданої фотоемульсії. В результаті вимірювань Резерфорд підтвердив планетарну модель атома, отримавши таке співвідношення кількостей частинок, зареєстрованих під різними кутами, яке розрахував за формулою, що зараз називається його іменем.

Після цього експерименту у фізиці виникло поняття атомного ядра - того центру в атомі, в якому скупчено додатній заряд та масу атома. Подальший розвиток експериментальної техніки дозволив дослідити його внутрішню структуру і використати це знання в різних сферах людської діяльності. Але це буде описано в наступних частинах.
Наступна частина

# data[].attributes.attachment_link.title
Ядерна фізика. Частина 1. Побачити невидиме.

# data[].attributes.attachment_link.description
Зареєструвавшись на сайті " Моя наука ", я захотів займатися висвітленням не актуальних новин зі світу науки, а на більш буденних речей. Вони буденні для спеціалістів, але напевно комусь ще невідомі але, маю надію, цікаві. У цій статті я хочу поговорити про той розділ фізики, який у ЗМІ зазвичай представляють найбільш емоційно - ядерну фізику.

# data[].attributes.headline
Ядерна фізика

# data[].attributes.subject
Ядерна фізика

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
У сучасній фізиці є рік, що називають "роком чудес". Це 1932-й рік. Одним з таких "чудес" цього року було відкриття нейтрона і створення нейтронно-протонної моделі атомного ядра. У результаті відбулося виділення з атомної фізики самостійного, що бурхливо розвивається напрямку - ядерної фізики. Дуже важливою обшивною складовою частиною ядерної фізики є нейтронна фізика. Вона займається ядерними реакціями, що відбуваються під дією нуклонів. Оскільки нейтрон електрично нейтральний, електронне поле ядра-мішені не відштовхує його; тому навіть повільні нейтрони можуть безперешкодно наблизиться до ядра на відстані, при яких починають виявлятися ядерні сили. Нейтронна фізика досліджує також взаємодію дуже повільних нейтронів з речовиною (енергія таких нейтронів порядку 0,01 ев і менше). Одержувані в цих дослідженнях дані по розсіюванню нейтронів речовиною використовуються для виявлення атомної структури і характеру руху атомів у різних кристалах, рідинах і окремих молекулах.

Ядерна фізикавивчає структуру і властивості атомних ядер. Вона досліджує також взаємоперетворення атомних ядер, що відбуваються в результаті як радіоактивних розпадів, так і різних ядерних реакцій. До ядерної фізики тісно примикає фізика елементарних часток, фізика і техніка прискорювачів заряджений часток,
Сучасна ядерна фізика досить чітко розпадається на двох органічно взаємозалежні "галузей" - теоретичну й експериментальну ядерну фізику. Теоретична ядерна фізика "працює" з моделями атомного ядра і ядерних реакцій; вона спирається на фундаментальні фізичні теорії, створені в процесі дослідження фізики мікросвіту. Експериментальна ядерна фізикавикористовує найбагатший арсенал сучасних дослідницьких засобів, включаючи в себе ядерні реактори (як джерела могутніх пучків нейтронів), прискорювачі заряджених часток (як джерела пучків прискорених електронів, протонів, іонів, а також мезонів і гіперонів), різноманітні детектори часток, що виникають у ядерних реакціях. Ядерно-фізичні дослідження мають величезне чисто наукове значення, дозволяючи людині глибше проникати в таємниці будівлі матерії. У той же час ці дослідження надзвичайно важливі й у практичному відношенні (у ядерній енергетиці, медицині і т.д.)
Ядро - центральна частина атома. В ядрі атома зосереджені позитивний і негативний електричні заряди та основна частина маси атома.
В порівнянні з розмірами атома, який визначається радіусом електронних орбіт, розміри ядра назвичайно малі 10-15-10-14 м, тобто приблизно в 10 мільйонів разів менші від розміру самого атома.
Ядра всіх атомів складаються з протонів і нейтронів, котрі мають однакову масу, але лише протони несуть електричний заряд. Повне число протонів називаєтся атомним номером Z атома і співпадає з числом електронів в нейтральному атомі. Протони і нейтрони, їх ще називають нуклонами, утримуються разом дуже великими силами. По своїй природі ці сили не можуть бути ні електричними, ні гравітаційними, а по величині вони на багато порядків перевищують сили, які пов'язують електрони з ядром.
ядернаенергетика.
Все в світі складається з молекул, які представляють собою складні комплекси взаємодіючих атомів. Молекули це найменші частки речовини, які зберігають його властивості. В склад молекул входять атоми різних хімічних елементів. Атом - будівельний матеріал природи. Якщо покласти сто мільйонів атомів рядом, то довжина такого рядка становитиме 1 дюйм (2,54 см). Атоми складаються переважно з порожнього простору. Центр атома - це протони і нейтрони, які разом утворюють ядро, а в ядрі зосереджена більша частина ваги атома. Якби речовина складалася тільки із самих щільно спресованих атомних ядер, то монета завбільшки з пенні важила б сорок мільйонів тонн. Однак ядро займає всього одну стотисячну частину об'єму атома. Решта об'єму - простір і крихітні електрони, які кружляють довкола ядра так само, як планети кружляють довкола сонця.
Матерія складається з атомів, але не всі атоми однакові. Головна різниця полягає в кількості протонів і нейтронів, які утворюють ядро. Наприклад, атом водню завжди має один протон, кисню -вісім, а урану - дев'яносто два протони. В кожному атомі кількість електронів, що кружляють довкола ядра, і кількість протонів однакова. Однак кількість нейтронів у атомах одного і того самого елемента може бути різна. Наприклад, тоді як уран має дев'яносто два протони, один тип атома урану має 143 нейтрони, а ще один - 146. Ці ізотопи (так називаються різні типи одного і того самого елемента) відомі як уран 235 і уран 238 (92 протони плюс 143 нейтрони дорівнює 235, а 92 протони плюс 146 нейтронів дорівнює 238).
Кожен атом утримується від розпаду силою, яку фізики називають „великою силою" - найдужчою в природі, силою, яка донедавна унеможливлювала розщеплення атома. „Мені здається, - писав Ісаак Ньютон 1704 року, - що спершу бог створив речовину у вигляді твердих мас - непроникних рухомих частинок, таких твердих, що їх неможливо розбити на шматки, звичайна сила нездатна зруйнувати, розірвати те, що створив сам бог".
Ньютон, ясна річ, не мав справи з фізикою на атомному рівні, але все ж його погляд домінував над усіма іншими протягом сторіч. Фізики ХІХ сторіччя, виходячи з його логіки, розвинули теорію, згідно з якою маса і енергія являють собою окремі закриті системи, причому ні маса, ні енергія не можуть бути створені чи зруйновані. У 1905 році Альберт Ейнштейн опублікував свої погляди на це питання. Досліджуючи властивості маси, часу та простору, він висунув думку про те, що інертна маса містіть велику кількість потенційної енергії, яку можна звільнити, зруйнувавши структуру, тобто розщепивши основні структурні одиниці. Далі він висунув думку про те, що протягом цього процесу певна кількість речовини перетворюється на енергію і що утворена кількість енергії дорівнює кількості втраченої маси, помноженої на квадрат швидкості світла: Е=mc2. Енергію можна створити: речовину можна зруйнувати.
Однак на початку то була всього-на-всього теорія. Ніхто, в тому числі і сам Ейнштейн, не міг тоді втілити її в життя. Тільки у 1938 році фізики встановили, що коли атом урану-238 бомбардувати нейтронами, то їхні ядра внаслідок удару розщеплюються, вивільнюючи при цьому енергію. Навіть більше, під час розщеплення ядер їхні нейтрони вистрілюються з великою швидкістю в напрямку найближчих атомів спричиняючи розщеплення сусідніх атомів. Отож фізики зробили такий висновок: якщо взяти достатню кількість атомів урану і спричинити їх розщеплення, то почнеться ланцюгова реакція - швидке розщеплення одного за одним атомів, яке триває доти, доки вичерпається запас урану. Протягом цього процесу вивільнюється величезна кількість енергії і теплота горіння ядерного палива в мільйони разів більше, ніж звичайного палива.
Досліджуючи атомне ядро, ядерна фізика використовує різні теоретичні моделі, що можуть показатися суперечними один одному. Німецький фізик М. Борн запропонував у 1936 р. гідродинамічну модель атомного ядра, відповідно до якої ядро уподібнюється краплі зарядженої щільної рідини, що складає з інтенсивно взаємодіючих між собою нуклонів (нейтронів і протонів).
Як і в краплі звичайної рідини, поверхня краплі-ядра може коливатися, що при деяких умовах приводить до розвалу ядра. Американський фізик М. Гепперт-Майер і одночасно німецький фізик И. Йенсен розробили в 1950 р. оболонкову модель атомного ядра, у якій нуклони ядра рухаються незалежно друг від друга в деякім усередненому полі ядерної сили. Подібно електронам в атомі, нуклони заповнюють різні оболонки, кожна з який характеризується визначеним значенням енергії. Прагнучи примирити взаємно виключають вихідні положення гідродинамічної й оболонкової моделей, датські фізики О. Бор і Б. Моттельсон, а також американський фізик Дж. Рейнуотер розробили на початку 1950-х рр. так називану узагальнену модель атомного ядра. Відповідно до цієї моделі, ядро складається із серцевини - стійкої внутрішньої частини (нуклони цілком заповнених оболонок) і "зовнішніх" нуклонів, що рухаються в поле, створюваному нуклонами серцевини. Під впливом зовнішніх нуклонів серцевина ядра може деформуватися, приймаючи форму витягнутого чи, навпроти, сплюсненого еліпсоїда; може випробувати коливання.

Ядро найпростішого атома - атома водню - являє собою лише протон.

# data[].attributes.attachment_link.title
Ядерна фізика - Цікава фізика

# data[].attributes.attachment_link.description
У сучасній фізиці є рік, що називають "роком чудес". Це 1932-й рік. Одним з таких "чудес" цього року було відкриття нейтрона і створення нейтронно-протонної моделі атомного ядра. У результаті відбулося виділення з атомної фізики самостійного, що бурхливо розвивається напрямку - ядерної фізики. Дуже важливою обшивною складовою частиною ядерної фізики є нейтронна фізика.