Структурата на атомното ядро е един от най-фундаменталните въпроси на съвременната наука. Постоянните експерименти в тази област позволиха на учените не само да определят с висока степен на точност какво е атом, но и да използват активно знанията, придобити в различни индустрии и при създаването на най-новите оръжия.
Въпросът за структурата на всичко на планетата е интересен за учените от незапомнени времена. И така, дори в Древна Гърция някои учени вярваха, че материята е една и неделима по своята структура, докато техните опоненти настояваха, че материята е делима и се състои от най-малките частици - атоми, следователно свойствата на различните обекти се различават толкова много един от друг.
Пробив в изследването на структурата на молекулите настъпва през 18-ти век, когато M. V. Ломоносов, Л. Лавоазие, Д. Далтон, А. Авогадро положиха основите на атомно-молекулярната теория, според която всичко в природата се състои от молекули, а тези от своя страна са изградени отнеделими частици - атоми, чието взаимодействие един с друг определя основните свойства на определени вещества.
Нов етап в изследването на структурата на молекулите и атомите започва в края на 19 век, когато Е. Ръдърфорд и редица други учени правят открития, в резултат на които структурата на атома и атомното ядро се появи в съвсем нова светлина. И така, се оказа, че атомът изобщо не е неделима частица, а напротив, той се състои от още по-малки компоненти - ядрото и електроните, които се движат около него в сложни орбити. Общата неутралност на атома доведе до заключението, че електроните с отрицателен заряд трябва да бъдат балансирани от елементи с положителен заряд. Както се оказа по-късно, такива елементи наистина съществуват: те бяха наречени ɑ-частици или протони.
Съвременните научни познания предполагат, че структурата на атомното ядро е много по-сложна, отколкото изглеждаше дори преди сто години. И така, днес е известно, че ядрото на атома включва не само протони, но и частици, които нямат заряд - неутрони. Заедно протоните и неутроните се наричат нуклони. Тъй като масата на неутрона е само с 0,14% по-голяма от масата на протона, тази разлика обикновено се пренебрегва при изчисленията.
Размерът на ядрото е между 10-12 и 10-13 см. В същото време, въпреки факта, че повече от 95% от масата на атома е концентрирана в ядрото, размерът на самия атом е сто хиляди пъти по-голямо от размера на ядрото.
Основнаколичествени характеристики, които характеризират структурата на атомното ядро, могат да бъдат извлечени от периодичната таблица на D. I. Менделеев. Както знаете, броят на протоните в ядрото е равен на сумата от въртящите се около него електрони и съответства на поредния номер в таблицата с елементи. За да се установи броят на неутроните, е необходимо да се извади серийният номер от общата маса на елемента и да се закръгли до цяло число. Вещества, в които броят на протоните е един и същ, но броят на неутроните е различен, се наричат изотопи.
Един от най-важните въпроси, зададени от учените, изучаващи структурата на ядрото, беше въпросът за силите, които задържат протоните, тъй като, имайки същия заряд, те трябва да се отблъскват. Проучванията показват, че разстоянията между протоните в ядрото са толкова малки, че отблъскване между тях просто не се случва. Освен това бионите, които се намират между протоните, допринасят за тясното взаимодействие и постоянното привличане на последните един към друг.
Структурата на атомното ядро все още е изпълнена с много мистерии. Решаването им не само ще помогне на човечеството да разбере по-добре структурата на света, но и ще направи качествен пробив в науката и технологиите.
