Atomu struktūra: kas ir neitrons? Neitronu mūža mērījumi ar dažādām metodēm joprojām atšķiras Kas ir neitrons?
Neitronu masu var noteikt dažādos veidos. Pirmo m n noteikšanu veica Čadviks, mērot atsitiena kodolu enerģiju, kas rodas neitronu sadursmē ar ūdeņraža un slāpekļa kodoliem. Šī metode ļāva mums noteikt tikai to, ka neitrona masa ir aptuveni vienāda ar protona masu.
Neitronam nav lādiņa, tāpēc parastās metodes atomu masas noteikšanai (masu spektroskopija, ķīmiskās metodes) neitronam nav piemērojamas. Visi neitronu masas mērījumi balstījās uz metodi dažādu kodolreakciju, kurās iesaistīti neitroni, enerģijas bilances analīzei. Drīz pēc neitrona atklāšanas tā masas noteikšanai tika izmantoti 11 B(α,n) 14 N un 7 Li(α,n) 10 B.
Šobrīd protona un neitrona masu atšķirība ir noteikta diezgan precīzi, izmantojot endoenerģētisko reakciju 3 H+p→n+ 3 He un metodi, kas balstīta uz deuterona un ūdeņraža molekulas masu starpības mērīšanu, kā arī. kā deuterona saistīšanas enerģija. Reakcijai 3 H(p,n) 3 He enerģijas nezūdamības likumu var uzrakstīt kā
kur Q ir reakcijas enerģija, un atomu un daļiņu apzīmējumi jāsaprot kā to miera enerģija. Reakcijas enerģijas izmantošana
Q=(m 2 /(m 1 + m 2))*E T *(1-0,5(m 2 E T /((m 1 + m 2) 2 *c 2))), (2)
Kur m 1 un m 2 ir protona un tritona masas. Tika atrasta vērtība Q=-(763,77±0,08) keV.
Atšķirību starp neitrona un ūdeņraža atoma masu var iegūt, zinot maksimālo enerģiju β -daļiņas E β tritija sabrukšanas laikā:
(m n -M H)c 2 =E β (1 + m 0 /m 3) - Q + E H, (3)
kur m 3 ir 3 He kodola masa; m 0 – elektronu miera masa; E H – elektronu saistīšanas enerģija ūdeņraža atomā; M H ir ūdeņraža atoma masa, pieņem, ka antineutrino masa ir nulle. Vidēji aprēķinot zināmos datus, var atrast vērtību E β (18,56 ± 0,05) keV. Rezultātā starpība starp neitrona un protona masām izrādās vienāda ar δm n - p = (1293,0±0,1) keV.
Viena no precīzākajām metodēm ir balstīta uz protonu termisko neitronu starojuma uztveršanas reakcijas izmantošanu:
Ja protons ir nekustīgs, tad šīs reakcijas enerģijas nezūdamības likums
Tn, Td - neitronu un protonu kinētiskās enerģijas. Pie T n ≈ 0 (piemēram, termiskajiem neitroniem kinētiskā enerģija Tn = 0,025 eV) neitronu kinētisko enerģiju var neņemt vērā. Pamatojoties uz deuterona kinētiskās enerģijas impulsa nezūdamības likumu, mēs varam iegūt šādu izteiksmi; . Pašlaik γ kvantu enerģija ir izmērīta ar lielu precizitāti E γ = 2223,25 keV. Deuterona saistīšanas enerģija. Protonu un deuteronu masas m d Un m p mērot ar labu precizitāti, izmantojot masas spektrometru, novērtējums dod vērtību Td = 1,3 keV. No šejienes mēs varam aprēķināt neitrona masu. Visprecīzākā neitronu masas vērtība ir (1981): m n = 939,5731(27) MeV. Kļūda pēdējos divos ciparus ir norādīta iekavās.
Neitrona masa ir par 1,293 MeV lielāka nekā protona masa. Tāpēc neitrons ir β -aktīva daļiņa, kuras kalpošanas laiks ir 885,4 sekundes. Brīvā stāvoklī neitronu praktiski nav, izņemot nelielu daudzumu, kas rodas kosmisko staru ietekmē.
Brīvā neitrona β-sabrukšanas procesu var attēlot šādi:
Šis process ir enerģētiski iespējams, jo vienādojuma labajā pusē iekļauto daļiņu kopējā masa ir mazāka par neitrona masu. Kvarku modelī neitronu sabrukšana ir fundamentālāka d-kvarku transformācijas procesa sekas: d→u+e - + . Brīvā neitrona β-sabrukšanas izpēte ļauj iegūt informāciju par vājo mijiedarbību, kas ir atbildīga par tā sabrukšanu. Tajā pašā laikā fakts, ka tiek pētīta elementārdaļiņu sabrukšana, ļauj atbrīvoties no kodolieroču ietekmes uz sabrukšanas procesu.
Neitrona kalpošanas laika mērīšana attiecībā uz β sabrukšanu sniedz vērtīgu informāciju par vājas mijiedarbības fiziku, astrofiziku un kosmoloģiju. Kosmoloģijā neitrona pussabrukšanas periods ir tieši saistīts ar hēlija veidošanās ātrumu Visuma pastāvēšanas sākuma periodā. Zināšanas par neitrona pussabrukšanas periodu ir nepieciešamas, lai pareizi izprastu Saulē notiekošos fiziskos procesus.
Neitrona elektriskais lādiņš ar milzīgu precizitātes pakāpi (~10-20 e, e- elektronu lādiņš) ir nulle. Neitrona magnētiskais moments, kas nav nulle, norāda uz tā iekšējo struktūru. Lai pētītu nukleonu struktūru, nepieciešams, lai zondēšanas daļiņu de Broglie viļņa garums (λ = 2 ћ/p) būtu mazs, salīdzinot ar nukleonu izmēru. Izrādījās, ka šos nosacījumus ir iespējams izpildīt, izmantojot ātro elektronu (~100 MeV) izkliedi uz nukleoniem.
Neitronam var būt dipola moments. Tas ir iespējams, ja dabā nepastāv nemainīgums attiecībā uz laika maiņu.
Lai gan neitrons parasti ir neitrāls, tam ir sarežģīts iekšējais lādiņu sadalījums, kas izpaužas neitronu mijiedarbībā ar elektroniem.
Mēs varam apkopot pirmo nodaļu.
Neitrons ir neitrāla (z = 0) Dirac daļiņa ar spinu un negatīvu magnētisko momentu (kodolmagnētiskā momenta vienībās), kas galvenokārt nosaka neitrona elektromagnētisko mijiedarbību. Tāpat kā protonam, neitronam tiek piešķirta vienība bariona lādiņš Y n = +1 un pozitīva paritāte P n = +1.
Neitronu masa ir m n = 1,00866491578 ± 0,00000000055 amu = 939,56633 ± 0,00004 MeV, kas ir par 1,2933318 ± 0,0000005 MeV vairāk nekā protonu masa. Šajā sakarā neitrons ir β - radioaktīva daļiņa. Ar mūža laiku τ = 885,4 ± 0,9 (stat.) ± 0,4 (sist.) sek tas samazinās saskaņā ar shēmu (7). Šeit ir dati no 2000.
Kas ir neitrons? Kāda ir tā struktūra, īpašības un funkcijas? Neitroni ir lielākās daļiņas, kas veido atomus, visu vielu celtniecības bloki.
Atomu struktūra
Neitroni ir atrodami kodolā, blīvā atoma apgabalā, kas arī piepildīts ar protoniem (pozitīvi lādētām daļiņām). Šos divus elementus satur kopā spēks, ko sauc par kodolu. Neitroniem ir neitrāls lādiņš. Protona pozitīvais lādiņš tiek saskaņots ar elektrona negatīvo lādiņu, lai izveidotu neitrālu atomu. Pat ja neitroni kodolā neietekmē atoma lādiņu, tiem joprojām ir daudzas īpašības, kas ietekmē atomu, tostarp radioaktivitātes līmenis.
Neitroni, izotopi un radioaktivitāte
Daļiņa, kas atrodas atoma kodolā, ir neitrons, kas ir par 0,2% lielāks par protonu. Kopā tie veido 99,99% no viena un tā paša elementa kopējās masas, un tiem var būt atšķirīgs neitronu skaits. Kad zinātnieki atsaucas uz atomu masu, viņi domā vidējo atomu masu. Piemēram, ogleklim parasti ir 6 neitroni un 6 protoni ar atomu masu 12, bet dažreiz tas ir atrodams ar atomu masu 13 (6 protoni un 7 neitroni). Pastāv arī ogleklis ar atomu skaitu 14, taču tas ir reti sastopams. Tātad oglekļa atomu masa ir vidēji 12,011.
Ja atomos ir atšķirīgs neitronu skaits, tos sauc par izotopiem. Zinātnieki ir atraduši veidus, kā šīs daļiņas pievienot kodolam, lai radītu lielākus izotopus. Tagad neitronu pievienošana neietekmē atoma lādiņu, jo tiem nav lādiņa. Tomēr tie palielina atoma radioaktivitāti. Tas var radīt ļoti nestabilus atomus, kas var izlādēt augstu enerģijas līmeni.
Kas ir kodols?
Ķīmijā kodols ir pozitīvi lādēts atoma centrs, kas sastāv no protoniem un neitroniem. Vārds "kodolu" nāk no latīņu kodola, kas ir vārda forma, kas nozīmē "rieksts" vai "kodolis". Šo terminu 1844. gadā ieviesa Maikls Faradejs, lai aprakstītu atoma centru. Zinātnes, kas saistītas ar kodola izpēti, tā sastāva un īpašību izpēti, sauc par kodolfiziku un kodolķīmiju.
Protonus un neitronus satur kopā spēcīgais kodolspēks. Elektroni tiek piesaistīti kodolam, bet pārvietojas tik ātri, ka to rotācija notiek zināmā attālumā no atoma centra. Kodollādiņš ar plus zīmi nāk no protoniem, bet kas ir neitrons? Šī ir daļiņa, kurai nav elektriskā lādiņa. Gandrīz viss atoma svars ir ietverts kodolā, jo protoniem un neitroniem ir daudz lielāka masa nekā elektroniem. Protonu skaits atoma kodolā nosaka tā kā elementa identitāti. Neitronu skaits norāda, kurš elementa izotops ir atoms.
Atomu kodola izmērs
Kodols ir daudz mazāks par atoma kopējo diametru, jo elektroni var atrasties tālāk no centra. Ūdeņraža atoms ir 145 000 reižu lielāks par tā kodolu, un urāna atoms ir 23 000 reižu lielāks par tā centru. Ūdeņraža kodols ir mazākais, jo tas sastāv no viena protona.
Protonu un neitronu izvietojums kodolā
Protons un neitroni parasti tiek attēloti kā iesaiņoti kopā un vienmērīgi sadalīti sfērās. Tomēr tas ir faktiskās struktūras vienkāršojums. Katrs nuklons (protons vai neitrons) var aizņemt noteiktu enerģijas līmeni un vietu diapazonu. Lai gan kodols var būt sfērisks, tas var būt arī bumbierveida, sfērisks vai diska formas.
Protonu un neitronu kodoli ir barioni, kas sastāv no mazākajiem kodoliem, ko sauc par kvarkiem. Pievilcības spēkam ir ļoti mazs diapazons, tāpēc protoniem un neitroniem jābūt ļoti tuvu viens otram, lai tie būtu saistīti. Šī spēcīgā pievilcība pārvar lādētu protonu dabisko atgrūšanu.
Protons, neitrons un elektrons
Spēcīgs stimuls tādas zinātnes kā kodolfizikas attīstībai bija neitrona atklāšana (1932). Mums par to jāpateicas angļu fiziķim, kurš bija Raterforda students. Kas ir neitrons? Šī ir nestabila daļiņa, kas brīvā stāvoklī var sadalīties protonā, elektronā un neitrīno, tā sauktajā bezmasas neitrālajā daļiņā, tikai 15 minūtēs.
Daļiņa iegūst savu nosaukumu, jo tai nav elektriskā lādiņa, tā ir neitrāla. Neitroni ir ārkārtīgi blīvi. Izolētā stāvoklī viena neitrona masa būs tikai 1,67·10–27, un, ja paņemat tējkaroti, kas ir blīvi pildīta ar neitroniem, iegūtais vielas gabals svērs miljoniem tonnu.
Protonu skaitu elementa kodolā sauc par atomskaitli. Šis skaitlis katram elementam piešķir unikālo identitāti. Dažu elementu atomos, piemēram, oglekļa, protonu skaits kodolos vienmēr ir vienāds, bet neitronu skaits var atšķirties. Dotā elementa atomu ar noteiktu neitronu skaitu kodolā sauc par izotopu.
Vai atsevišķi neitroni ir bīstami?
Kas ir neitrons? Šī ir daļiņa, kas kopā ar protonu ir iekļauta Tomēr dažreiz tās var pastāvēt atsevišķi. Kad neitroni atrodas ārpus atomu kodoliem, tie iegūst potenciāli bīstamas īpašības. Kad tie pārvietojas lielā ātrumā, tie rada nāvējošu starojumu. Tā sauktās neitronu bumbas, kas pazīstamas ar spēju nogalināt cilvēkus un dzīvniekus, tomēr tām ir minimāla ietekme uz nedzīvām fiziskām struktūrām.
Neitroni ir ļoti svarīga atoma daļa. Šo daļiņu lielais blīvums apvienojumā ar to ātrumu dod tām ārkārtēju iznīcinošu spēku un enerģiju. Tā rezultātā tie var mainīt vai pat saplēst to atomu kodolus, uz kuriem tie saskaras. Lai gan neitronam ir tīrais neitrāls elektriskais lādiņš, tas sastāv no uzlādētiem komponentiem, kas atceļ viens otru attiecībā uz lādiņu.
Neitrons atomā ir niecīga daļiņa. Tāpat kā protoni, tie ir pārāk mazi, lai tos varētu redzēt pat ar elektronu mikroskopu, taču tie ir tur, jo tas ir vienīgais veids, kā izskaidrot atomu uzvedību. Neitroni ir ļoti svarīgi atoma stabilitātei, taču ārpus tā atoma centra tie nevar pastāvēt ilgi un sadalās vidēji tikai 885 sekundēs (apmēram 15 minūtēs).
Pirmā nodaļa. STABILU KODOLU ĪPAŠĪBAS
Iepriekš jau tika teikts, ka kodols sastāv no protoniem un neitroniem, kurus saista kodolspēki. Ja mēs izmērām kodola masu atomu masas vienībās, tai vajadzētu būt tuvu protona masai, kas reizināta ar veselu skaitli, ko sauc par masas skaitli. Ja kodola lādiņš ir masas skaitlis, tas nozīmē, ka kodolā ir protoni un neitroni. (Neitronu skaitu kodolā parasti apzīmē ar
Šīs kodola īpašības ir atspoguļotas simboliskā apzīmējumā, kas tiks izmantota vēlāk formā
kur X ir tā elementa nosaukums, pie kura atoma pieder kodols (piemēram, kodoli: hēlijs - , skābeklis - , dzelzs - urāns
Stabilu kodolu galvenie raksturlielumi ir: lādiņš, masa, rādiuss, mehāniskie un magnētiskie momenti, ierosināto stāvokļu spektrs, paritāte un kvadrupola moments. Radioaktīvos (nestabīlos) kodolus papildus raksturo to kalpošanas laiks, radioaktīvo pārveidojumu veids, emitēto daļiņu enerģija un vairākas citas īpašas īpašības, kas tiks aplūkotas turpmāk.
Vispirms apskatīsim elementārdaļiņu, kas veido kodolu: protonu un neitronu, īpašības.
§ 1. PROTONA UN NEITRONA PAMATRAKSTUROJI
Svars. Elektronu masas vienībās: protonu masa, neitronu masa.
Atomu masas vienībās: protonu masa, neitronu masa
Enerģijas vienībās protona miera masa ir neitrona miera masa.
Elektriskais lādiņš. q ir parametrs, kas raksturo daļiņas mijiedarbību ar elektrisko lauku, izteikts elektronu lādiņa vienībās kur
Visas elementārdaļiņas nes elektrības daudzumu, kas vienāds ar 0 vai Protona lādiņš Neitrona lādiņš ir nulle.
Spin. Protona un neitrona spini ir vienādi.Abas daļiņas ir fermioni un pakļaujas Fermi-Diraka statistikai un līdz ar to Pauli principam.
Magnētiskais moments. Ja protonu masu aizstājam formulā (10), kas nosaka elektrona magnētisko momentu, nevis elektrona masu, iegūstam
Daudzumu sauc par kodolmagnetonu. Pēc analoģijas ar elektronu varētu pieņemt, ka protona griešanās magnētiskais moments ir vienāds ar Tomēr pieredze rāda, ka paša protona magnētiskais moments ir lielāks nekā kodola magnetona: saskaņā ar mūsdienu datiem
Turklāt izrādījās, ka neuzlādētai daļiņai - neitronam - ir arī magnētiskais moments, kas atšķiras no nulles un ir vienāds ar
Magnētiskā momenta klātbūtne neitronā un tik liela magnētiskā momenta vērtība protonā ir pretrunā pieņēmumiem par šo daļiņu punktveida raksturu. Vairāki pēdējos gados iegūtie eksperimentālie dati liecina, ka gan protonam, gan neitronam ir sarežģīta nehomogēna struktūra. Neitrona centrā ir pozitīvs lādiņš, bet perifērijā ir negatīvs lādiņš, kas vienāds ar lielumu, kas sadalīts daļiņas tilpumā. Bet tā kā magnētisko momentu nosaka ne tikai plūstošās strāvas lielums, bet arī tās aptvertais laukums, tad to radītie magnētiskie momenti nebūs vienādi. Tāpēc neitronam var būt magnētisks moments, vienlaikus saglabājot neitrālu.
Nukleonu savstarpējās transformācijas. Neitrona masa ir par 0,14% lielāka nekā protona masa vai 2,5 reizes lielāka par elektrona masu,
Brīvā stāvoklī neitrons sadalās protonā, elektronā un antineitrīnā: tā vidējais kalpošanas laiks ir gandrīz 17 minūtes.
Protons ir stabila daļiņa. Tomēr kodola iekšpusē tas var pārvērsties par neitronu; šajā gadījumā reakcija notiek saskaņā ar shēmu
Daļiņu masas atšķirības kreisajā un labajā pusē tiek kompensētas ar enerģiju, ko protonam piešķir citi kodola nukleoni.
Protonam un neitronam ir vienādi spini, gandrīz vienādas masas un tie var pārveidoties viens otrā. Vēlāk tiks parādīts, ka arī kodolspēki, kas darbojas starp šīm daļiņām pa pāriem, ir identiski. Tāpēc tos sauc par vispārēju nosaukumu - nukleons un saka, ka nukleons var būt divos stāvokļos: protons un neitrons, kas atšķiras pēc to attiecības ar elektromagnētisko lauku.
Neitroni un protoni mijiedarbojas, jo pastāv kodolspēki, kas pēc būtības nav elektriski. Kodolspēki ir parādā savu izcelsmi mezonu apmaiņai. Ja mēs attēlosim protona un zemas enerģijas neitrona mijiedarbības potenciālās enerģijas atkarību no attāluma starp tiem, tad tas aptuveni izskatīsies kā grafiks, kas parādīts attēlā. 5, a, t.i., tai ir potenciāla akas forma.
Rīsi. 5. Potenciālās mijiedarbības enerģijas atkarība no attāluma starp nukleoniem: a - neitronu-neitronu vai neitronu-protonu pāriem; b - protonu-protonu pārim
Atommasas vienība
Atommasas vienība
Atommasas vienība
(a.u.m. vai u) ir masas vienība, kas vienāda ar 1/12 no oglekļa izotopa 12 C atoma masas, un to izmanto atomu un kodolfizikā, lai izteiktu molekulu, atomu, kodolu, protonu un neitronu masas. 1 amu ( u) ≈ 1,66054 . 10-27 kg. Kodolfizikā un daļiņu fizikā masas vietā m izmantot saskaņā ar Einšteina sakarību E = mc 2 tā enerģijas ekvivalents mc 2, un 1 elektronvolts (eV) un tā atvasinājumi tiek izmantoti kā enerģijas vienība: 1 kiloelektronvolts (keV) = 10 3 eV, 1 megaelektronvolts (MeV) = 10 6 eV , 1 gigaelektronvolts (GeV) = 10 9 eV, 1 teraelektronvolts (TeV) = 10 12 eV utt. 1 eV ir enerģija, ko iegūst atsevišķi lādēta daļiņa (piemēram, elektrons vai protons), kad tā iet cauri elektriskajam laukam ar potenciālu starpību 1 volts. Kā zināms, 1 eV = 1,6. 10 -12 erg = 1,6. 10 -19 J. Enerģijas vienībās
1 amu ( u)931,494 MeV. Protonu (m p) un neitronu (m n) masas
atomu masas vienībās un enerģijas vienībās ir šādas: m p ≈ 1,0073 u≈ 938,272 MeV/ no 2, m n ≈ 1,0087 u≈ 939,565 MeV/s 2 . Ar ~1% precizitāti protona un neitrona masa ir vienāda ar vienu atommasas vienību (1 u).
Atomu izmēri un masas ir mazas. Atomu rādiuss ir 10 -10 m, bet kodola rādiuss ir 10 -15 m. Atoma masu nosaka, elementa viena mola atomu masu dalot ar atomu skaitu 1 molā. (NA = 6,02·10 23 mol -1). Atomu masa svārstās robežās no 10-27 ~ 10-25 kg. Parasti atomu masu izsaka atomu masas vienībās (amu). Par a.u.m. Ņem 1/12 no oglekļa izotopa 12 C atoma masas.
Galvenās atoma īpašības ir tā kodola lādiņš (Z) un masas skaitlis (A). Elektronu skaits atomā ir vienāds ar tā kodola lādiņu. Atomu īpašības nosaka to kodolu lādiņš, elektronu skaits un stāvoklis atomā.
Kodola pamatīpašības un struktūra (atomu kodolu sastāva teorija)
1. Visu elementu (izņemot ūdeņradi) atomu kodoli sastāv no protoniem un neitroniem.
2. Protonu skaits kodolā nosaka tā pozitīvā lādiņa vērtību (Z). Z- ķīmiskā elementa sērijas numurs Mendeļejeva periodiskajā sistēmā.
3. Kopējais protonu un neitronu skaits ir tā masas vērtība, jo atoma masa galvenokārt ir koncentrēta kodolā (99,97% no atoma masas). Kodoldaļiņas - protoni un neitroni - tiek sauktas kolektīvi nukleoni(no latīņu vārda nucleus, kas nozīmē “kodolu”). Kopējais nukleonu skaits atbilst masas skaitlim, t.i. tā atommasa A noapaļota līdz tuvākajam veselajam skaitlim.
Serdes ar to pašu Z, bet savādāk A tiek saukti izotopi. Serdes, ka, ar to pašu A ir dažādi Z, tiek saukti izobāri. Kopumā ir zināmi aptuveni 300 stabili ķīmisko elementu izotopi un vairāk nekā 2000 dabiski un mākslīgi ražoti radioaktīvie izotopi.
4. Neitronu skaits kodolā N var atrast no starpības starp masas skaitli ( A) un sērijas numuru ( Z):
5. Tiek raksturots kodola izmērs serdes rādiuss, kam ir nosacīta nozīme kodola robežas izplūšanas dēļ.
Kodolvielas blīvums ir 10 17 kg/m 3 un ir nemainīgs visiem kodoliem. Tas ievērojami pārsniedz blīvāko parasto vielu blīvumu.
Protonu-neitronu teorija ļāva atrisināt iepriekš radušās pretrunas priekšstatos par atomu kodolu sastāvu un tā saistību ar atomu skaitu un atommasu.
Kodolenerģija To nosaka darba apjoms, kas jāpaveic, lai kodolu sadalītu tā sastāvā esošajos nukleonos, nepiešķirot tiem kinētisko enerģiju. No enerģijas nezūdamības likuma izriet, ka kodola veidošanās laikā ir jāatbrīvojas tādai pašai enerģijai, kāda jāiztērē kodola sadalīšanas laikā to veidojošos nukleonos. Kodola saistīšanas enerģija ir starpība starp visu brīvo nukleonu enerģiju, kas veido kodolu, un to enerģiju kodolā.
Kad veidojas kodols, tā masa samazinās: kodola masa ir mazāka par to veidojošo nukleonu masu summu. Kodola masas samazināšanās tā veidošanās laikā ir izskaidrojama ar saistīšanas enerģijas izdalīšanos. Ja W sv ir enerģijas daudzums, kas izdalās kodola veidošanās laikā, tad atbilstošā masa Dm, vienāda ar
sauca masas defekts un raksturo kopējās masas samazināšanos, veidojoties kodolam no tā sastāvā esošajiem nukleoniem. Viena atommasas vienība atbilst atomu enerģijas vienība(a.u.e.): a.u.e.=931,5016 MeV.
Īpatnējā kodolenerģija w Saistīšanas enerģiju uz vienu nukleonu sauc: w sv= 
. Lielums w vidēji 8 MeV/nukleons. Palielinoties nukleonu skaitam kodolā, īpatnējā saistīšanās enerģija samazinās.
Atomu kodolu stabilitātes kritērijs ir attiecība starp protonu un neitronu skaitu stabilā kodolā dotajiem izobāriem. ( A= const).
Kodolspēki
1. Kodolmijiedarbība norāda, ka pastāv īpašas kodolspēki, kas nav reducējams ne pret vienu no klasiskajā fizikā zināmajiem spēku veidiem (gravitācijas un elektromagnētiskajiem).
2. Kodolspēki ir maza darbības rādiusa spēki. Tie parādās tikai ļoti nelielos attālumos starp nukleoniem kodolā 10-15 m. Garumu (1,5 x 2,2)10-15 m sauc kodolspēku diapazons.
3. Tiek atklāti kodolspēki maksas neatkarība: Pievilcība starp diviem nukleoniem ir vienāda neatkarīgi no nukleonu lādiņa stāvokļa - protona vai nukleona. Kodolspēku lādiņu neatkarība ir redzama, salīdzinot saistošās enerģijas iekšā spoguļu serdeņi. Tā sauc kodolus, kuros kopējais nukleonu skaits ir vienāds, bet protonu skaits vienā vienāds ar neitronu skaitu otrā. Piemēram, hēlija kodoli 
smagais tritija ūdeņradis - .
4. Kodolspēkiem piemīt piesātinājuma īpašība, kas izpaužas apstāklī, ka kodolā esošais nukleons mijiedarbojas tikai ar ierobežotu skaitu tam tuvāko blakus esošu nukleonu. Tāpēc pastāv lineāra kodolu saistīšanas enerģijas atkarība no to masas skaitļiem (A). Gandrīz pilnīgs kodolspēku piesātinājums tiek sasniegts a-daļiņā, kas ir ļoti stabils veidojums.
Radioaktivitāte, g-starojums, a un b - sabrukšana
1.Radioaktivitāte ir viena ķīmiskā elementa nestabilu izotopu pārvēršanās par cita elementa izotopiem, ko pavada elementārdaļiņu, kodolu vai cieto rentgenstaru emisija. Dabiskā radioaktivitāte sauc par radioaktivitāti, kas novērota dabā sastopamos nestabilos izotopos. Mākslīgā radioaktivitāte sauc par izotopu radioaktivitāti, kas iegūta kodolreakciju rezultātā.
2. Parasti visu veidu radioaktivitāti pavada gamma starojuma - cietā, īsviļņu elektrisko viļņu starojuma - emisija. Gamma starojums ir galvenais radioaktīvo pārveidojumu ierosināto produktu enerģijas samazināšanas veids. Tiek saukts kodols, kurā notiek radioaktīvā sabrukšana mātes; parādās meitasuzņēmums kodols, kā likums, izrādās satraukts, un tā pāreju uz pamatstāvokli pavada g-fotona emisija.
3. Alfa sabrukšana ko sauc par a-daļiņu emisiju, ko veic dažu ķīmisko elementu kodoli. Alfa sabrukšana ir smago kodolu ar masas skaitļiem īpašība A>200 un kodollādiņi Z>82. Šādos kodolos veidojas izolētas a-daļiņas, kas katra sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem, t.i. veidojas elementa atoms, nobīdīts elementu periodiskās sistēmas tabulā D.I. Mendeļejeva (PSE) divas šūnas pa kreisi no sākotnējā radioaktīvā elementa, kura masas skaitlis ir mazāks par 4 vienībām(Soddy-Faience likums): 
4. Termins beta sabrukšana attiecas uz trīs veidu kodolpārveidojumiem: elektroniski(b-) un pozitronika(b+) sadalās, kā arī elektroniskā uztveršana.
b-sabrukšana notiek galvenokārt kodolos, kas ir salīdzinoši bagāti ar neitroniem. Šajā gadījumā kodola neitrons sadalās protonā, elektronā un antineitrīnā () ar nulles lādiņu un masu.
B sabrukšanas laikā izotopa masas skaitlis nemainās, jo tiek saglabāts kopējais protonu un neitronu skaits, un lādiņš palielinās par 1. Tāpēc iegūtā ķīmiskā elementa atomu PSE nobīda vienu šūnu pa labi no sākotnējā elementa, bet tā masas numurs nemainās(Soddy-Faience likums):
b+- sabrukšana notiek galvenokārt ar protoniem salīdzinoši bagātos kodolos. Šajā gadījumā kodola protons sadalās neitronos, pozitronos un neitrīnos ().
.
B+ sabrukšanas laikā izotopa masas skaitlis nemainās, jo tiek saglabāts kopējais protonu un neitronu skaits, un lādiņš samazinās par 1. Tāpēc iegūtā ķīmiskā elementa atomu PSE nobīda vienu šūnu pa kreisi no sākotnējā elementa, bet tā masas numurs nemainās(Soddy-Faience likums):
5. Elektronu satveršanas gadījumā transformācija sastāv no viena no elektroniem pazušanas slānī, kas ir vistuvāk kodolam. Protons, pārvēršoties par neitronu, “tver” elektronu; No šejienes nāk termins “elektroniskā uztveršana”. Elektroniskā uztveršana, atšķirībā no b± uztveršanas, tiek pavadīta ar raksturīgu rentgena starojumu.
6. b-sabrukšana notiek dabiski radioaktīvos, kā arī mākslīgi radioaktīvos kodolos; b+ sabrukšana ir raksturīga tikai mākslīgās radioaktivitātes fenomenam.
7. g-starojums: ierosinot, atoma kodols izstaro īsa viļņa garuma un augstas frekvences elektromagnētisko starojumu, kas ir skarbāks un caurlaidīgāks nekā rentgena starojums. Rezultātā kodola enerģija samazinās, bet kodola masas skaitlis un lādiņš paliek nemainīgs. Tāpēc ķīmiskā elementa transformācija citā netiek novērota, un atoma kodols pāriet mazāk satrauktā stāvoklī.
Notiek ielāde...
