АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ

СТРОЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР

Мы познакомились с тем, как устроены атомы разных элементов. А сейчас посмотрим, как устроены их атомные ядра, ибо в них-то и хранится атомная энергия. Ядра ато­мов любого химического элемента состоят из частиц двух видов — протонов и нейтронов. Протон — это частица, масса которой равна атомной единице, т. е. сов­падает с массой ядра водорода. Протон имеет один поло­жительный электрический заряд. Нейтрон также имеет массу, примерно равную единице, но электрического за­ряда у него нет. По данным современной науки протоны
и нейтроны (а также и электроны) не состоят из каких - либо более мелких частиц. Поэтому их называют «элемен­тарными», т. е. простейшими частицами. Представление о протонно-нейтронном строении атомных ядер впервые было выдвинуто советским физиком Д. Д. Иваненко.

Мы уже говорили об атоме гелия. Его ядро имеет два положительных электрических заряда и удерживает в обо­лочке два электрона (рис. 1). Но атомный вес гелия равен четырём.

Чем это объяснить?

В ядре атома гелия содержатся два положительных заряда. Значит, в нём на­ходятся два протона, несущих эти за­ряды. Масса двух протонов равна двум @ Протон атомным единицам. Кроме того, в ядре

„ находятся ещё два нейтрона. Два протона

Нейтрон и дВа Н€йХрОНа и дают массу, равную че-

© Электрон тырём. Так построено ядро атома гелия —

Одного из самых лёгких элементов [3]). строения атома Огромную помощь в изучении строе - гелия. ния атомов оказывает учёным периоди­

Ческая система Менделеева. Она позво­ляет сразу определить, сколько электронов, протонов и нейтронов входит в состав любого атома. Порядковый номер элемента указывает число протонов и электронов в атоме, а атомный вес — полное число частиц в его ядре. Вычитая из этой величины число протонов, мы узнаем, сколько нейтронов содержится в атомном ядре. Например, порядковый номер урана равен 92, а атомный вес — 238. Следовательно, атом урана имеет 92 электрона, а в его ядре находится 92 протона; количество же нейтронов равно 238 — 92 = 146.

Общее число входящих в ядро частиц называют мас­совым числом. Оно приближённо равно атомному весу.

Представление о сложном строении атомных ядер есте­ственно приводит к вопросу — почему атомные ядра ока­

Зываются такими прочными? Ведь в их состав входят про­тоны, имеющие положительные заряды, а такие частицы, как известно, должны отталкивать друг друга тем сильнее, чем ближе они находятся. В ядрах же протоны сближены до чрезвычайно малых расстояний. Естественно, что каж­дый протон с огромной силой отталкивается остальными протонами ядра. Электрические силы отталкивания, действующие между протонами, стремятся разрушить ядро, выбросить из него все протоны.

Чем же объяснить необычайную прочность ядра?

В ядре действуют также особые силы притяжения — так называемые ядерные силы. Они заставляют все входящие в ядро частицы притягиваться друг к другу. Это притяжение очень велико. У большинства атомных ядер оно намного превосходит электрическое отталкивание протонов. Но за пределами ядра действие ядерных сил весьма быстро ослабевает.