АТОМНОЕ ЯДРО И ЕГО ЭНЕРГИЯ

СТРОЕНИЕ ЯДРА

После открытия нейтрона вопрос о строении атом­ного ядра сразу же стал ясен.

Ядро состоит из протонов и нейтронов (рис. 13). Число протонов равно заряду ядра, а число нейтро­нов равно разности между весом и зарядом ядра.

О Ф 88 ^

Нейтрон протон ^лия)* (питш>)?3 (Кислорода)”

Рис. 13. Ядро состоит из протонов и нейтронов.

В ядре гелия имеется два протона и два нейтрона (вес

4, заряд 2), в ядре кислорода 8 протонов и 8 нейтро­нов (вес 16, заряд 8), в ядре урана 92 протона и 146 нейтронов (вес 238, ааряд 92) и т. д.

3 в. л. Гинзбург 33

Теперь становится вполне понятным, что означает существование изотопов, о котором было упомянуто в главе II. При данном числе протонов ядро может иметь различное число нейтронов и, следовательно, разный вес. Поскольку химические свойства атома оп­ределяются зарядом ядра, т. е. числом протонов в нём, то ядра с различным числом нейтронов, но одинако­вым числом протонов принадлежат одному и тому же химическому элементу. Такие ядра и называются изо­топами.

Многие элементы имеют несколько изотопов. У ртути, например, имеются изотопы с весами 193, 196, 198, 199, 200, 201, 202, 203 и 204; средний атом­ный вес ртути равен 200, 61.

Наличие изотопов объясняет тот факт, что точное значение атомных весов различных элементов может существенно отличаться от единицы. Атомный вес хло­ра, например, равен 35,5. Ядро иметь такой вес не мо­жет; всё дело в том, что имеется два изотопа хлора с весами 35 и 37 (заряд хлора равен 17). Изотоп хлор ^ в природном хлоре имеется в количестве 75 процен­тов, а изотоп хлор ^ — в количестве 25 процентов. Кислород имеет три изотопа с весами 16, 17 и 18. Со­держание этих изотопов в процентах, соответственно, таково: 99,76, 0,04 и 0,20.

В 1932 г. было обнаружено, что и водород имеет также изотоп, вес которого равен двум. Этот тяжёлый водород, называемый также дейтерием, присутствует в природном водороде в количестве одной пятитысячной, т. е. составляет 0,02 процента водорода. Ядро тяжёлого водорода или дейтерия также имеет специальное наз­вание— оно называется дейтоном (вес 2, заряд 1) и состоит из протона и нейтрона. Быстрые дейтоны сей­час широко используются, наряду с протонами и аль­фа-частицами, для получения различных ядерных реакций.

Если в воде, молекула которой состоит из двух ато­мов водорода и одного атома кислорода, заменить обычный водород на тяжёлый, то получится так назы­ваемая тяжёлая вода.