Nucleul atomic: structură, masă, compoziție. Structura nucleului atomic Ce este un nucleu atomic în fizică

În anii 1920, fizicienii nu mai aveau îndoieli cu privire la complexitatea structurii nucleelor ​​atomice descoperite de Rutherford în 1911. Acest fapt a fost indicat de un număr mare de experimente diferite efectuate la acel moment, cum ar fi:

• descoperirea fenomenului de radioactivitate,
• dovada experimentală a modelului nuclear al atomului,
• măsurarea raportului e m pentru un electron, o particulă α și pentru o particulă H, care este nucleul unui atom de hidrogen,
• descoperirea radioactivității artificiale și a reacțiilor nucleare,
• măsurarea sarcinilor nucleelor ​​atomice și a multor altele.

Din ce particule sunt formate nucleele atomilor? În timpul nostru, este un fapt că nucleele atomilor diferitelor elemente constau din două tipuri de particule, adică din neutroni și protoni. A doua dintre aceste particule este un atom de hidrogen care și-a pierdut singurul electron. O astfel de particulă a fost observată deja în experimentele lui J. Thomson în 1907. Omul de știință a putut să-și măsoare raportul e m.

Definiția 1

E. Rutherford a descoperit în 1919 nuclee atomice de hidrogen în produsele de fisiune ale nucleelor ​​atomice ale unui număr semnificativ de elemente. Fizicianul a dat un nume particulei găsite proton... El a sugerat că protonii fac parte din oricare dintre nucleele atomice.

Schema experimentelor lui Rutherford este ilustrată în Figura 6. 5 . unu .

Figura 6. 5 . unu . Schema experimentelor lui Rutherford privind detectarea protonilor în produsele de fisiune nucleară. K este un recipient de plumb cu o sursă radioactivă de particule α, F este o folie metalică, E este un ecran acoperit cu sulfură de zinc, M este un microscop.

Dispozitivul lui Rutherford consta într-o cameră evacuată cu un container amplasat în ea LA unde se afla sursa α -particule. Folie metalică, prezentată în figură ca F suprapus fereastra camerei. Grosimea foliei a fost aleasă astfel încât să împiedice pătrunderea prin ea α -particule. În afara ferestrei era un paravan acoperit cu sulfură de zinc, în imaginea 6. 5 . 1 marcat cu litera E. Cu ajutorul unui microscop M, a fost posibil să se observe fulgerări luminoase sau, așa cum se mai numesc și, scintilații în puncte, în puncte de pe ecran, unde se lovesc particulele încărcate grele.

Pe măsură ce camera a fost umplută cu azot de joasă presiune, au fost detectate fulgere de lumină pe ecran. Acest fenomen a indicat faptul că în condițiile experimentului există un flux de particule necunoscute care au capacitatea de a pătrunde printr-un flux aproape complet restrictiv. α -particule folie F... Îndepărtând în mod repetat ecranul din fereastra camerei, E. Rutherford a putut măsura calea liberă medie a particulelor observate în aer. Valoarea obținută s-a dovedit a fi aproximativ egală cu 28 cm, ceea ce a coincis cu estimarea lungimii drumului particulelor de H observată anterior de J. Thomson.

Cu ajutorul studiilor privind efectul câmpurilor electrice și magnetice asupra particulelor scoase din nucleele de azot, s-au obținut date despre pozitivitatea sarcinii lor elementare. De asemenea, s-a dovedit că masa unor astfel de particule este echivalentă cu masa nucleelor ​​atomilor de hidrogen.

Ulterior, experimentul a fost efectuat cu o serie de alte substanțe gazoase. În toate experimentele similare s-a constatat că din nucleele lor α -particulele elimina H -particulele sau protonii.

Conform măsurătorilor moderne, sarcina pozitivă a unui proton este absolut echivalentă cu sarcina elementară e = 1,60217733 · 10 - 19 K. Cu alte cuvinte, în valoare absolută este egală cu sarcina negativă a electronului. În timpul nostru, egalitatea sarcinilor unui proton și a unui electron a fost verificată cu o precizie de 10 - 22. O astfel de coincidență a sarcinilor a două particule semnificativ diferite una de cealaltă provoacă o adevărată nedumerire și rămâne până astăzi unul dintre misterele fundamentale ale fizicii moderne.

Definiția 2

Pe baza măsurătorilor moderne, putem afirma că masa unui proton este egală cu mp = 1,67262 10 - 27 k g. În fizica nucleară, masa aparținând particulelor este adesea exprimată în unități de masă atomică (amu) egale cu masa de un atom de carbon cu număr de masă 12:

1 a. e. m. = 1, 66057 10 - 27 la oras.

În consecință, mp = 1, 007276 a. mânca.

Destul de des, expresia masei unei particule este cea mai convenabilă atunci când se utilizează valori echivalente de energie în conformitate cu următoarea formulă: E = m c 2. Datorită faptului că 1 e V = 1,60 218 10 - 19 J, în unități de energie masa unui proton este 938, 272 331 M e V.

În consecință, experimentul lui Rutherford, care a descoperit fenomenul de scindare a nucleelor ​​de azot și a altor elemente ale tabelului periodic în condițiile impactului particulelor α rapide, a arătat, de asemenea, că protonii sunt incluși în nucleele atomice.

Ca urmare a descoperirii protonilor, unii fizicieni au venit cu presupunerea că noi particule nu fac doar parte din nucleele atomilor, ci sunt singurele sale elemente posibile. Cu toate acestea, datorită faptului că raportul dintre sarcina nucleară și masa sa nu rămâne constant pentru diferite nuclee, așa cum ar fi dacă numai protoni ar fi incluși în nuclee, această presupunere a fost recunoscută ca insuportabilă. Pentru nucleele mai grele, acest raport se dovedește a fi mai mic decât pentru cele ușoare, din care rezultă că mergând către nucleele mai grele, masa nucleului crește mai repede decât sarcina.

În 1920, E. Rutherford a înaintat o ipoteză despre prezența în compoziția nucleelor ​​a unei anumite perechi compacte legate rigid, constând dintr-un electron și un proton. În înțelegerea oamenilor de știință, acest pachet era o formațiune neutră din punct de vedere electric ca o particulă cu o masă aproape echivalentă a unui proton. De asemenea, a venit cu un nume pentru această particulă ipotetică, Rutherford a vrut să o numească neutron. Din păcate, ideea de mai sus, în ciuda frumuseții sale, a fost eronată. S-a descoperit că electronul nu poate face parte din nucleu. Un calcul mecanic cuantic bazat pe relația de incertitudine arată că un electron localizat într-un nucleu, adică o regiune cu dimensiunea R ≈ 10 - 13 cm, trebuie să aibă o energie cinetică incredibilă, care este cu multe ordine de mărime mai mare decât legătura. energia nucleelor ​​pe particulă.

Ideea existenței unei anumite particule grele încărcate neutru în compoziția nucleului a fost extrem de atractivă pentru Rutherford. Omul de știință s-a îndreptat imediat către un grup de studenți conduși de J. Chadwick cu o propunere de a începe să o caute. După 12 ani, în 1932, Chadwick a efectuat un studiu experimental al radiațiilor care apar atunci când beriliul este iradiat cu particule α. În acest proces, el a descoperit că această radiație este un flux de particule neutre cu o masă aproape echivalentă cu cea a unui proton. Astfel, neutronul a fost descoperit. Figura 6. 5 . 2 ilustrează o diagramă simplificată a unei instalații de detectare a neutronilor.

Figura 6. 5 . 2. Schema unei configurații pentru detectarea neutronilor.

În procesul de bombardare a beriliului de către particulele alfa emise de poloniul radioactiv, apare o radiație puternică penetrantă, capabilă să treacă printr-un obstacol sub forma unui strat de plumb de 10 - 20 de centimetri. Această radiație practic în același timp cu soția lui Chadwick, fiica lui Mary și Pierre Curie, Irene și Frédéric Joliot-Curie, au prezentat însă presupunerea că acestea sunt raze γ de înaltă energie. Ei au observat că, dacă o placă de parafină este instalată pe calea radiației de beriliu, atunci capacitatea de ionizare a acestei radiații crește brusc. Cuplul a demonstrat că radiația beriliului scoate protoni în cantități mari din parafină. Folosind valoarea căii libere medii a protonilor în aer, oamenii de știință au estimat energia γ-quantilor, care au capacitatea de a conferi viteza necesară protonilor în condiții de coliziune. Valoarea energetică obținută în urma evaluării s-a dovedit a fi enormă - aproximativ 50 MeV.

În 1932, J. Chadwick a efectuat o serie întreagă de experimente care vizează un studiu cuprinzător al proprietăților radiațiilor care apar atunci când beriliul este iradiat de particulele α. În experimentele sale, Chadwick a folosit diverse metode de studiere a radiațiilor ionizante.

Definiția 3

Figura 6. 5 . 2 ilustrat Contor Geiger, un dispozitiv folosit pentru a înregistra particulele încărcate.

Acest dispozitiv este alcătuit dintr-un tub de sticlă acoperit cu un strat de metal la interior (catod) și un fir subțire care trece de-a lungul axei tubului (anod). Tubul este umplut cu un gaz inert, de obicei argon, la presiune scăzută. O particulă încărcată în procesul de mișcare într-un gaz provoacă ionizarea moleculelor.

Definiția 4

Electronii liberi care apar ca urmare a ionizării sunt accelerați de câmpul electric dintre anod și catod până la energii la care începe fenomenul de ionizare de impact. Apare o avalanșă de ioni și un scurt impuls de curent de descărcare trece prin contor.

Definiția 5

Un alt instrument de extremă importanță pentru cercetarea particulelor este camera Wilson, în care o particulă încărcată rapid lasă o urmă sau, așa cum se mai spune, o urmă.

Traiectoria particulelor poate fi fotografiată sau observată direct. Baza funcționării camerei Wilson, creată în 1912, este fenomenul de condensare a vaporilor suprasaturați pe ionii care se formează în volumul de lucru al camerei de-a lungul traiectoriei unei particule încărcate. Cu ajutorul camerei Wilson, devine posibilă observarea curburii traiectoriei unei particule încărcate în câmpuri electrice și magnetice.

Dovada 1

În experimentele sale, J. Chadwick a observat în camera Wilson urmele nucleelor ​​de azot care s-au ciocnit cu radiația de beriliu. Pe baza acestor experimente, omul de știință a estimat energia γ-quantumului, capabilă să transmită nucleelor ​​de azot viteza observată în experiment. Valoarea obținută a fost egală cu 100 - 150 MeV. γ-quanta emisă de beriliu nu putea poseda o energie atât de enormă. Pe baza acestui fapt, Chadwick a concluzionat că atunci când beriliul este expus la particule α, nu sunt γ-quanta fără masă care sunt emise de beriliu, ci mai degrabă particule grele. Aceste particule aveau o capacitate de penetrare considerabilă și nu ionizau direct gazul din contorul Geiger; prin urmare, erau neutre din punct de vedere electric. Astfel, s-a dovedit existența unui neutron - o particulă pe care Rutherford a prezis-o cu mai bine de 10 ani înainte de experimentele lui Chadwick.

Definiția 6

Neutroni este o particulă elementară. Ar fi eronat să-l reprezentăm sub forma unei perechi compacte proton-electron, așa cum a sugerat inițial Rutherford.

Pe baza rezultatelor măsurătorilor moderne, putem spune că masa neutronilor m n = 1,67493 · 10 - 27 kr = 1,008665 amu. mânca.

În unități de energie, masa neutronilor este echivalentă cu 939,56563 MeV. Masa neutronilor este cu aproximativ două mase de electroni mai mare decât masa protonului.

Imediat după descoperirea neutronului, omul de știință rus D. D. Ivanenko, împreună cu fizicianul german V. Heisenberg, au înaintat o ipoteză despre structura proton-neutron a nucleelor ​​atomice, care a fost pe deplin confirmată de studiile ulterioare.

Definiția 7

De obicei se numesc protoni și neutroni nucleonii.

O serie de denumiri sunt introduse pentru a caracteriza nucleele atomice.

Definiția 8

Numărul de protoni care formează nucleul atomic este notat cu simbolul Z și se numește numărul de taxare sau numărul atomic(acesta este un număr ordinal în tabelul periodic).

Sarcina nucleului este egală cu Z e, unde e este sarcina elementară. Numărul de neutroni este desemnat prin simbolul N.

Definiția 9

Numărul total de nucleoni (adică protoni și neutroni) se numește numărul de masă al nucleului A:

Definirea conceptului de izotop

Nucleele elementelor chimice sunt desemnate prin simbolul X Z A, unde X este simbolul chimic al elementului. De exemplu,
H 1 1 - hidrogen, He 2 4 - heliu, C 6 12 - carbon, O 8 16 - oxigen, U 92 238 - uraniu.

Definiția 10

Numărul de neutroni din nucleele aceluiași element chimic poate fi diferit. Astfel de nuclee sunt numite izotopi.

Majoritatea elementelor chimice au mai mulți izotopi. De exemplu, hidrogenul are trei dintre ele: H 1 1 - hidrogen obișnuit, H 1 2 - deuteriu și H 1 3 - tritiu. Carbonul are 6 izotopi, oxigenul are 3.

Elementele chimice în condiții naturale sunt cel mai adesea un amestec de izotopi. Existența izotopilor determină valoarea masei atomice a unui element natural din tabelul periodic al lui Mendeleev. Deci, de exemplu, masa atomică relativă a carbonului natural este 12.011.

Dacă observați o eroare în text, vă rugăm să o selectați și să apăsați Ctrl + Enter

Compoziția și caracteristicile nucleului atomic.

Nucleul celui mai simplu atom - atomul de hidrogen - este format dintr-o particulă elementară numită proton. Nucleele tuturor celorlalți atomi constau din două tipuri de particule elementare - protoni și neutroni. Aceste particule se numesc nucleoni.

Proton ... Protonul (p) are sarcină + e și masă

mp = 938,28 MeV

Pentru comparație, să subliniem că masa electronului este

m e = 0,511 MeV

Din comparație rezultă că m p = 1836m e

Protonul are un spin egal cu jumătate (s =) și propriul său moment magnetic

O unitate de moment magnetic numită magneton nuclear. Dintr-o comparație a maselor protonului și electronului, rezultă că μ I este de 1836 de ori mai mic decât magnetonul Bohr μ b. În consecință, momentul magnetic intrinsec al protonului este de aproximativ 660 de ori mai mic decât momentul magnetic al electronului.

Neutroni ... Neutronul (n) a fost descoperit în 1932 de un fizician englez

D. Chadwick. Sarcina electrică a acestei particule este zero, iar masa

mn = 939,57 MeV

foarte aproape de masa unui proton. Diferența dintre masele unui neutron și ale unui proton (m n –m p)

este 1,3 MeV, adică 2,5 m e.

Neutronul are un spin egal cu jumătate (s =) și (în ciuda absenței unei sarcini electrice) propriul său moment magnetic

μ n = - 1,91 μ i

(semnul minus indică faptul că direcțiile momentelor intrinseci mecanice și magnetice sunt opuse). O explicație a acestui fapt uimitor va fi dată mai târziu.

Rețineți că raportul valorilor experimentale μ p și μ n cu un grad ridicat de precizie este egal cu - 3/2. Acest lucru s-a observat abia după ce o astfel de valoare a fost obținută teoretic.

În stare liberă, un neutron este instabil (radioactiv) - se descompune spontan, transformându-se într-un proton și emițând un electron (e -) și o altă particulă numită antineutrin
... Timpul de înjumătățire (adică timpul necesar pentru ca jumătate din numărul inițial de neutroni să se descompună) este de aproximativ 12 minute. Schema de dezintegrare poate fi scrisă după cum urmează:

Masa în repaus a antineutrinului este zero. Masa neutronului este mai mare decât masa protonului cu 2,5 m e. În consecință, masa neutronilor depășește masa totală a particulelor care apar în partea dreaptă a ecuației cu 1,5 m e, i.e. cu 0,77 MeV. Această energie este eliberată în timpul dezintegrarii unui neutron sub forma energiei cinetice a particulelor rezultate.

Caracteristicile nucleului atomic ... Una dintre cele mai importante caracteristici ale unui nucleu atomic este numărul de sarcină Z. Este egal cu numărul de protoni care alcătuiesc nucleul și determină sarcina acestuia, care este egală cu + Z e. Numărul Z definește numărul ordinal al unui element chimic din tabelul periodic. Prin urmare, se mai numește și numărul atomic al nucleului.

Numărul de nucleoni (adică numărul total de protoni și neutroni) din nucleu este notat cu litera A și se numește numărul de masă al nucleului. Numărul de neutroni din nucleu este egal cu N = A – Z.

Simbolul este folosit pentru a desemna nuclee

unde X este simbolul chimic al elementului. În stânga sus este numărul de masă, în stânga jos este numărul atomic (ultimul semn este adesea omis). Uneori, numărul de masă este scris nu în stânga, ci în dreapta simbolului unui element chimic.

Se numesc nuclee cu același Z, dar A diferit izotopi... Majoritatea elementelor chimice au mai mulți izotopi stabili. Deci, de exemplu, oxigenul are trei izotopi stabili:

, tabla are zece etc.

Hidrogenul are trei izotopi:

- hidrogen obișnuit sau protiu (Z = 1, N = 0),

- hidrogen greu sau deuteriu (Z = 1, N = 1),

- tritiu (Z = 1, N = 2).

Protiul și deuteriul sunt stabili, tritiul este radioactiv.

Se numesc nuclee cu același număr de masă A izobare... Un exemplu este
și
... Se numesc nuclee cu acelasi numar de neutroni N = A - Z izotone (
,
În cele din urmă, există nuclee radioactive cu același Z și A, care diferă ca timp de înjumătățire. Sunt chemați izomerii... De exemplu, există doi izomeri ai nucleului
, pentru unul dintre ele perioada de jumătate de degradare este de 18 minute, pentru celălalt - 4,4 ore.

Sunt cunoscuți aproximativ 1500 de nuclee, care diferă fie Z, fie A, sau ambele. Aproximativ 1/5 din aceste nuclee sunt stabile, restul sunt radioactive. Multe nuclee au fost produse artificial folosind reacții nucleare.

În natură, există elemente cu un număr atomic Z de la 1 la 92, excluzând tehnețiul (Tc, Z = 43) și prometiu (Pm, Z = 61). Plutoniul (Pu, Z = 94), după ce l-a primit artificial, a fost găsit în urme într-un mineral natural - amestec de rășini. Restul elementelor transuranice (adică sauraniu) (cZ de la 93 la 107) au fost obținute artificial prin intermediul diferitelor reacții nucleare.

Elementele transuranice curiu (96 Cm), einsteiniu (99 Es), fermiu (100 Fm) și mendeleviu (101 Md) poartă numele unor oameni de știință remarcabili. și M. Curie, A. Einstein, Z. Fermi și D.I. Mendeleev. Lawrence (103 Lw) este numit după inventatorul ciclotronului, E. Lawrence. Kurchatoviy (104 Ku) și-a primit numele în onoarea remarcabilului fizician I.V. Kurchatov.

Unele elemente transuraniu, inclusiv curchatovium și elementele numerotate 106 și 107, au fost obținute la Laboratorul de Reacții Nucleare al Institutului Comun de Cercetare Nucleară din Dubna de către un om de știință.

N.N. Flerov și personalul său.

Dimensiunile miezului ... În prima aproximare, nucleul poate fi considerat o minge, a cărei rază este determinată destul de precis de formula

(Fermi este numele unității de lungime folosită în fizica nucleară egală cu

10-13 cm). Din formula rezultă că volumul nucleului este proporțional cu numărul de nucleoni din nucleu. Astfel, densitatea materiei în toate nucleele este aproximativ aceeași.

Rotiți miezul ... Spiriile nucleonilor se adună la spinul rezultat al nucleului. Spinul nucleonului este 1/2. Prin urmare, numărul cuantic al spinului nucleului va fi jumătate întreg pentru un număr impar de nucleoni A și întreg sau zero pentru A par. Spiriurile nucleelor ​​J nu depășesc câteva unități. Acest lucru indică faptul că spinurile majorității nucleonilor din nucleu se anulează reciproc, fiind situate antiparalel. Toate nucleele pare-pare (adică un nucleu cu un număr par de protoni și un număr par de neutroni) au spin zero.

Momentul mecanic al nucleului M J se adaugă cu momentul învelișului de electroni
la momentul unghiular total al atomului M F, care este determinat de numărul cuantic F.

Interacțiunea momentelor magnetice ale electronilor și nucleului duce la faptul că stările atomului corespunzătoare diferitelor orientări reciproce M J și
(adică F diferit) au energii ușor diferite. Interacțiunea momentelor μ L și μ S este responsabilă pentru structura fină a spectrelor. Interacțiunea μ J și se determină structura hiperfină a spectrelor atomice. Diviziunea liniilor spectrale corespunzătoare structurii hiperfine este atât de mică (de ordinul a câteva sutimi de angstrom) încât poate fi observată numai cu instrumente de cea mai mare putere de rezoluție.

O caracteristică a contaminării radioactive, spre deosebire de contaminarea cu alți poluanți, este că efectul dăunător asupra oamenilor și asupra obiectelor din mediu nu este cauzat de radionuclidul (poluantul) în sine, ci de radiația din care provine.

Cu toate acestea, există momente în care un radionuclid este un element toxic. De exemplu, după accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl, plutoniul 239, 242 Ru a fost eliberat în mediu cu particule de combustibil nuclear. Pe lângă faptul că plutoniul este un emițător alfa și, atunci când este ingerat, reprezintă un pericol semnificativ, plutoniul în sine este un element toxic.

Din acest motiv, se folosesc două grupe de indicatori cantitativi: 1) pentru a evalua conținutul de radionuclizi și 2) pentru a evalua impactul radiațiilor asupra unui obiect.
Activitate- masura cantitativa a continutului de radionuclizi din obiectul analizat. Activitatea este determinată de numărul de descompuneri radioactive ale atomilor pe unitatea de timp. Unitatea de măsurare a activității SI este Becquerel (Bq) egală cu o dezintegrare pe secundă (1Bq = 1 dec/s). Uneori se folosește o unitate de măsură a activității nesistemice - Curie (Ki); 1Ci = 3,7 × 1010 Bq.

Doza de radiații- o măsură cantitativă a efectului radiației asupra unui obiect.
Datorită faptului că impactul radiațiilor asupra unui obiect poate fi evaluat la diferite niveluri: fizic, chimic, biologic; la nivelul moleculelor, celulelor, ţesuturilor sau organismelor individuale, etc. se folosesc mai multe tipuri de doze: absorbite, echivalente efective, expunere.

Pentru a evalua modificarea dozei de radiații în timp, se folosește indicatorul „rata dozei”. Rata dozei este raportul dintre doză și timp. De exemplu, rata dozei de expunere externă de la surse naturale de radiații este de 4-20 μR / h pe teritoriul Rusiei.

Principalul standard pentru om - limita principală de doză (1 mSv/an) - este introdus în unități de doză echivalentă efectivă. Există standarde în unități de activitate, niveluri de contaminare a terenurilor, VDU, GWP, SanPiN etc.

Structura nucleului atomic.

Un atom este cea mai mică particulă a unui element chimic care își păstrează toate proprietățile. Prin structura sa, un atom este un sistem complex format dintr-un nucleu încărcat pozitiv de o dimensiune foarte mică (10 -13 cm) situat în centrul unui atom și electroni încărcați negativ care se rotesc în jurul nucleului pe diferite orbite. Sarcina negativă a electronilor este egală cu sarcina pozitivă a nucleului, în timp ce, în general, se dovedește a fi neutră din punct de vedere electric.

Nucleii atomici sunt compusi din nucleoni - protoni nucleari ( Z - numărul de protoni) și neutronii nucleari (N este numărul de neutroni). Protonii și neutronii „nucleari” diferă de particulele în stare liberă. De exemplu, un neutron liber, spre deosebire de cel legat într-un nucleu, este instabil și se transformă într-un proton și un electron.

Numărul de nucleoni Am (numărul de masă) este suma numerelor de protoni și neutroni: Am = Z + N.

proton - particulă elementară a oricărui atom, are o sarcină pozitivă egală cu sarcina unui electron. Numărul de electroni din învelișul unui atom este determinat de numărul de protoni din nucleu.

neutroni - un alt tip de particule nucleare din toate elementele. Este absent doar în nucleul de hidrogen ușor, care constă dintr-un proton. Nu are încărcare și este neutru din punct de vedere electric. Într-un nucleu atomic, neutronii sunt stabili, iar în stare liberă, sunt instabili. Numărul de neutroni din nucleele atomilor aceluiași element poate fluctua, prin urmare numărul de neutroni din nucleu nu caracterizează elementul.

Nucleonii (protoni + neutroni) sunt ținuți în interiorul nucleului atomic de forțele nucleare de atracție. Forțele nucleare sunt de 100 de ori mai puternice decât forțele electromagnetice și, prin urmare, păstrează protonii încărcați similar în interiorul nucleului. Forțele nucleare se manifestă doar la distanțe foarte mici (10 -13 cm), ele constituie energia potențială de legare a nucleului, care se eliberează parțial în timpul unor transformări, se transformă în energie cinetică.

Pentru atomii care diferă în compoziția nucleului, se folosește denumirea de „nuclizi”, iar pentru atomii radioactivi - „radionuclizi”.

Nuclizi numiți atomi sau nuclee cu un număr dat de nucleoni și o sarcină nucleară dată (denumirea nuclidului A X).

Nuclizii care au același număr de nucleoni (Am = const) se numesc izobare. De exemplu, nuclizii 96 Sr, 96 Y, 96 Zr aparțin unei serii de izobare cu numărul de nucleoni Am = 96.

Nuclizi cu același număr de protoni (Z = const) sunt numite izotopi. Diferă doar prin numărul de neutroni, prin urmare aparțin aceluiași element: 234 U , 235 U, 236 U , 238 U .

Izotopi- nuclizi cu același număr de neutroni (N = Am -Z = const). Nuclizii: 36 S, 37 Cl, 38 Ar, 39 K, 40 Ca aparțin unei serii de izotopi cu 20 de neutroni.

Izotopii sunt desemnați de obicei ca Z X M, unde X este un simbol al unui element chimic; M este numărul de masă egal cu suma numărului de protoni și neutroni din nucleu; Z este numărul atomic sau sarcina nucleului, egal cu numărul de protoni din nucleu. Deoarece fiecare element chimic are propriul său număr atomic constant, acesta este de obicei omis și limitat la scrierea doar a numărului de masă, de exemplu: 3 H, 14 C, 137 Cs, 90 Sr etc.

Atomii nucleari care au aceleași numere de masă, dar sarcini diferite și, în consecință, proprietăți diferite sunt numiți „izobare”, deci, de exemplu, unul dintre izotopii de fosfor are un număr de masă de 32-15 P 32, același număr de masă are unul dintre izotopii de sulf - 16 S 32.

Nuclizii pot fi stabili (dacă nucleii lor sunt stabili și nu se descompun) și instabili (dacă nucleii lor sunt instabili și suferă modificări care duc în cele din urmă la o creștere a stabilității nucleului). Se numesc nuclee atomice instabile capabile să se descompună spontan radionuclizi. Fenomenul de dezintegrare spontană a unui nucleu atomic, însoțit de emisia de particule și (sau) radiații electromagnetice, se numește radioactivitate.

Ca rezultat al dezintegrarii radioactive, se pot forma atât un izotop stabil, cât și unul radioactiv, care, la rândul său, se descompune spontan. Se numesc astfel de lanțuri de elemente radioactive, conectate printr-o serie de transformări nucleare familii radioactive.

În prezent, IURAC (Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată) a denumit oficial 109 elemente chimice. Dintre aceștia, doar 81 au izotopi stabili, dintre care cel mai greu este bismutul (Z= 83). Pentru restul de 28 de elemente sunt cunoscuți doar izotopi radioactivi și uraniu (U ~ 92) este cel mai greu element găsit în natură. Cel mai mare dintre nuclizi naturali are 238 de nucleoni. În total, existența a aproximativ 1700 de nuclizi din aceste 109 elemente a fost acum dovedită, iar numărul de izotopi cunoscuți pentru elementele individuale variază de la 3 (pentru hidrogen) la 29 (pentru platină).

.
În unele cazuri rare, se pot forma atomi exotici de scurtă durată, în care alte particule servesc ca nuclee în loc de nucleon.

Numărul de protoni dintr-un nucleu se numește numărul său de sarcină Z (\ stil de afișare Z)- acest număr este egal cu numărul ordinal al elementului căruia îi aparține atomul din tabelul periodic (Tabelul periodic al elementelor) al lui Mendeleev. Numărul de protoni din nucleu determină structura învelișului de electroni a unui atom neutru și, astfel, proprietățile chimice ale elementului corespunzător. Numărul de neutroni din nucleu se numește număr izotopic N (\ stil de afișare N)... Nucleii cu același număr de protoni și numere diferite de neutroni se numesc izotopi. Nucleii cu același număr de neutroni dar cu un număr diferit de protoni se numesc izotone. Termenii izotop și izotonă sunt folosiți și în legătură cu atomii care conțin nucleele indicate, precum și pentru a caracteriza speciile nechimice ale unui element chimic. Numărul total de nucleoni dintr-un nucleu se numește numărul său de masă A (\ displaystyle A) (A = N + Z (\ displaystyle A = N + Z)) și este aproximativ egală cu masa medie a unui atom specificat în tabelul periodic. Nuclizii cu același număr de masă, dar compoziții protoni-neutroni diferite sunt de obicei numiți izobari.

Ca orice sistem cuantic, nucleele pot fi într-o stare excitată metastabilă și, în unele cazuri, durata de viață a unei astfel de stări este calculată în ani. Astfel de stări excitate ale nucleelor ​​se numesc izomeri nucleari.

YouTube colegial

1 / 5

✪ Structura nucleului atomic. Forțele nucleare

✪ Forțe nucleare Energia de legare a particulelor din nucleu Fisiunea nucleelor ​​de uraniu Reacție în lanț

✪ Reacții nucleare

✪ Fizica nucleară - Structura nucleului atomic v1

✪ CUM ESTE BOMBA ATOMICĂ GRASĂ

Subtitrări

Poveste

Imprăștirea particulelor încărcate poate fi explicată dacă presupunem un atom care constă dintr-o sarcină electrică centrală concentrată într-un punct și înconjurat de o distribuție sferică uniformă a electricității opuse de mărime egală. Cu această aranjare a atomului, particulele α și β, când trec la o distanță apropiată de centrul atomului, experimentează deviații mari, deși probabilitatea unei astfel de deviații este mică.

Astfel, Rutherford a descoperit nucleul atomic, iar din acest moment a început fizica nucleară, care studiază structura și proprietățile nucleelor ​​atomice.

După descoperirea izotopilor stabili ai elementelor, nucleului atomului cel mai ușor i s-a atribuit rolul particulei structurale a tuturor nucleelor. Din 1920, nucleul atomului de hidrogen a fost numit oficial proton. În 1921, Lisa Meitner a propus primul model, proton-electron, al structurii nucleului atomic, conform căruia acesta este format din protoni, electroni și particule alfa: 96. Cu toate acestea, în 1929 a avut loc o „catastrofă de azot” - W. Heitler și G. Herzberg au stabilit că nucleul atomului de azot se supune statisticilor Bose - Einstein, și nu statisticilor Fermi - Dirac, așa cum a prezis modelul proton-electron. : 374. Astfel, acest model a intrat în conflict cu rezultatele experimentale ale măsurătorilor spinilor și momentelor magnetice ale nucleelor. În 1932, James Chadwick a descoperit o nouă particulă neutră din punct de vedere electric numită neutron. În același an, Ivanenko și, în mod independent, Heisenberg au prezentat o ipoteză despre structura proton-neutron a nucleului. Mai târziu, odată cu dezvoltarea fizicii nucleare și a aplicațiilor sale, această ipoteză a fost pe deplin confirmată.

Teorii ale structurii nucleului atomic

În cursul dezvoltării fizicii, au fost înaintate diverse ipoteze ale structurii nucleului atomic; cu toate acestea, fiecare dintre ele este capabil să descrie doar un set limitat de proprietăți nucleare. Unele modele se pot exclude reciproc.

Cele mai cunoscute sunt următoarele:

• Modelul prin picurare al nucleului - propus în 1936 de Niels Bohr.
• Modelul Shell al nucleului - propus în anii 30 ai secolului XX.
• Modelul generalizat Bohr - Mottelson
• Model de bază de cluster
• Modelul Asociației Nucleonilor
• Model de bază superfluid
• Modelul nucleului statistic

Caracteristicile fizice nucleare

Pentru prima dată încărcările nucleelor ​​atomice au fost determinate de Henry Moseley în 1913. Omul de știință și-a interpretat observațiile experimentale prin dependența lungimii de undă a radiației cu raze X de o constantă. Z (\ stil de afișare Z), schimbând cu unu de la element la element și egal cu unul pentru hidrogen:

1 / λ = a Z - b (\ displaystyle (\ sqrt (1 / \ lambda)) = aZ-b), Unde

A (\ displaystyle a)și b (\ displaystyle b)- permanentă.

Din care Moseley a concluzionat că constanta atomică găsită în experimentele sale, care determină lungimea de undă a radiației caracteristice de raze X și coincide cu numărul ordinal al elementului, nu poate fi decât încărcătura nucleului atomic, care a devenit cunoscut sub numele de legea lui Moseley .

Greutate

Datorită diferenței dintre numărul de neutroni A - Z (\ displaystyle A-Z) izotopii unui element au mase diferite M (A, Z) (\ displaystyle M (A, Z)), care este o caracteristică importantă a nucleului. În fizica nucleară, masa nucleelor ​​este de obicei măsurată în unități de masă atomică ( A. mânca.), într-una a. e. m. luați 1/12 din masa nuclidului de 12 C. Trebuie remarcat faptul că masa standard care este de obicei dată pentru un nuclid este masa unui atom neutru. Pentru a determina masa nucleului, trebuie să scădeți suma maselor tuturor electronilor din masa atomului (se va obține o valoare mai precisă dacă luăm în considerare și energia de legare a electronilor cu nucleul).

În plus, echivalentul energetic al masei este adesea folosit în fizica nucleară. Conform relației lui Einstein, fiecare valoare de masă M (\ stil de afișare M) corespunde energiei totale:

E = M c 2 (\ displaystyle E = Mc ^ (2)), Unde c (\ displaystyle c)- viteza luminii in vid.

Relația dintre a. e. m. și echivalentul său de energie în jouli:

E 1 = 1,660539 ⋅ 10 - 27 ⋅ (2,997925 ⋅ 10 8) 2 = 1,492418 ⋅ 10 - 10 (\ displaystyle E_ (1) = 1,660539 \ cdot 27 2 9 1 2 9 1 9 ) ^ (2) = 1,492418 \ cdot 10 ^ (- 10)), E 1 = 931,494 (\ displaystyle E_ (1) = 931,494).

Rază

Analiza dezintegrarii nucleelor ​​grele a rafinat estimarea lui Rutherford și a legat raza nucleului de numărul de masă printr-o relație simplă:

R = r 0 A 1/3 (\ displaystyle R = r_ (0) A ^ (1/3)),

unde este o constantă.

Deoarece raza nucleului nu este o caracteristică pur geometrică și este asociată în primul rând cu raza de acțiune a forțelor nucleare, valoarea r 0 (\ displaystyle r_ (0)) depinde de proces, în analiza căruia s-a obţinut valoarea R (\ stil de afișare R), valoarea medie r 0 = 1,23 ⋅ 10 - 15 (\ displaystyle r_ (0) = 1,23 \ cdot 10 ^ (- 15)) m, deci raza miezului în metri:

R = 1,23 ⋅ 10 - 15 A 1/3 (\ displaystyle R = 1,23 \ cdot 10 ^ (- 15) A ^ (1/3)).

Momente de bază

La fel ca nucleonii săi constitutivi, nucleul are propriile momente.

A învârti

Deoarece nucleonii au propriul lor moment mecanic, sau spin, egal cu 1/2 (\ stil de afișare 1/2), atunci nucleele trebuie să aibă și momente mecanice. În plus, nucleonii participă la nucleu în mișcare orbitală, care este, de asemenea, caracterizată printr-un anumit moment unghiular al fiecărui nucleon. Momentele orbitale iau doar valori întregi ℏ (\ stil de afișare \ hbar)(constanta lui Dirac). Toate momentele mecanice ale nucleonilor, atât spinurile cât și orbitale, sunt însumate algebric și constituie spinul nucleului.

În ciuda faptului că numărul de nucleoni dintr-un nucleu poate fi foarte mare, spin-urile nucleelor ​​sunt de obicei mici și nu se ridică la mai mult de câteva ℏ (\ stil de afișare \ hbar), care se explică prin particularitatea interacțiunii nucleonilor cu același nume. Toți protonii și neutronii perechi interacționează numai în așa fel încât spinurile lor să fie compensate reciproc, adică perechile interacționează întotdeauna cu spinurile antiparalele. Momentul unghiular orbital total al perechii este, de asemenea, întotdeauna zero. Ca urmare, nucleele formate dintr-un număr par de protoni și un număr par de neutroni nu au un moment mecanic. Spiri diferite de zero există numai pentru nucleele care conțin nucleoni nepereche, spin-ul unui astfel de nucleon este însumat cu impulsul său orbital și are o valoare semi-întreg: 1/2, 3/2, 5/2. Nucleele impar-impare au spinuri întregi: 1, 2, 3 etc.

Moment magnetic

Măsurătorile de rotație au devenit posibile datorită prezenței momentelor magnetice direct legate. Ele sunt măsurate în magnetoni și pentru nuclee diferite sunt egale de la -2 la +5 magnetoni nucleari. Datorită masei relativ mari a nucleonilor, momentele magnetice ale nucleilor sunt foarte mici în comparație cu momentele magnetice ale electronilor; prin urmare, măsurarea lor este mult mai dificilă. Asemenea rotațiilor, momentele magnetice sunt măsurate spectroscopic, rezonanța magnetică nucleară fiind cea mai precisă.

Momentul magnetic al perechilor pare-pare, precum spinul, este zero. Momentele magnetice ale nucleilor cu nucleoni nepereche sunt formate din momentele intrinseci ale acestor nucleoni și momentul asociat mișcării orbitale a protonului nepereche.

Momentul cvadrupol electric

Nucleele atomice, al căror spin este mai mare sau egal cu unu, au momente cvadrupole diferite de zero, ceea ce indică faptul că nu au o formă exact sferică. Momentul cvadrupol are un semn plus dacă nucleul este alungit de-a lungul axei de spin (corp fusiform), și un semn minus dacă nucleul este întins într-un plan perpendicular pe axa de spin (corp lenticular). Sunt cunoscuți nuclei cu momente quadrupol pozitive și negative. Absența simetriei sferice în câmpul electric creat de un nucleu cu un moment cvadrupol diferit de zero duce la formarea unor niveluri suplimentare de energie ale electronilor atomici și la apariția liniilor de structură hiperfine în spectrele atomilor, distanța dintre care depind de cvadrupol. moment.

Energia de comunicare

Stabilitatea nucleelor

Din scăderea energiei medii de legare pentru nuclizii cu numere de masă mai mari sau mai mici de 50-60 rezultă că pentru nucleele cu dimensiuni mici. A (\ displaystyle A) procesul de fuziune este favorabil energetic - fuziunea termonucleară, ducând la creșterea numărului de masă, iar pentru nucleele cu mari A (\ displaystyle A)- procesul de divizare. În prezent, ambele procese care conduc la eliberarea de energie au fost realizate, cel din urmă fiind baza energiei nucleare moderne, iar primul fiind în curs de dezvoltare.

Studiile detaliate au arătat că stabilitatea nucleelor ​​depinde și în mod semnificativ de parametru N / Z (\ stil de afișare N / Z)- raportul dintre numărul de neutroni și protoni. Medie pentru cele mai stabile nuclee N / Z ≈ 1 + 0,015 A 2/3 (\ displaystyle N / Z \ aproximativ 1 + 0,015A ^ (2/3)) prin urmare, nucleele de nuclizi ușoare sunt cele mai stabile la N ≈ Z (\ stil de afișare N \ aproximativ Z), iar odată cu creșterea numărului de masă, repulsia electrostatică dintre protoni devine din ce în ce mai vizibilă, iar regiunea de stabilitate se deplasează spre N> Z (\ displaystyle N> Z)(vezi figura explicativă).

Dacă luăm în considerare tabelul nuclizilor stabili găsiți în natură, putem acorda atenție distribuției lor pe valori pare și impare. Z (\ stil de afișare Z)și N (\ stil de afișare N)... Toate nucleele cu valori impare ale acestor cantități sunt nuclee de nuclizi ușori 1 2 H (\ displaystyle () _ (1) ^ (2) (\ textrm (H))), 3 6 Li (\ displaystyle () _ (3) ^ (6) (\ textrm (Li))), 5 10 B (\ displaystyle () _ (5) ^ (10) (\ textrm (B))), 7 14 N (\ displaystyle () _ (7) ^ (14) (\ textrm (N)))... Dintre izobarele cu A impar, de regulă, doar unul este stabil. În cazul chiar A (\ displaystyle A) adesea există două, trei sau mai multe izobare stabile, prin urmare, cele mai stabile sunt par-pare, cele mai puțin - impar-impar. Acest fenomen indică faptul că atât neutronii, cât și protonii tind să se grupeze în perechi cu spinuri antiparalele, ceea ce duce la o încălcare a netezirii dependenței descrise mai sus a energiei de legare de A (\ displaystyle A) .

Astfel, paritatea numărului de protoni sau neutroni creează o anumită marjă de stabilitate, ceea ce duce la posibilitatea existenței mai multor nuclizi stabili, diferiți, respectiv, în numărul de neutroni pentru izotopi și în numărul de protoni pentru izotoni. . De asemenea, paritatea numărului de neutroni din compoziția nucleelor ​​grele determină capacitatea lor de fisiune sub influența neutronilor.

Forțele nucleare

Forțele nucleare sunt forțe care rețin nucleonii în nucleu, care sunt forțe mari de atracție care acționează doar la distanțe scurte. Ele posedă proprietăți de saturație, în legătură cu care caracterul de schimb (cu ajutorul pi-mezonilor) este atribuit forțelor nucleare. Forțele nucleare depind de spin, nu depind de sarcina electrică și nu sunt forțe centrale.

Nivelurile kernelului

Spre deosebire de particulele libere, pentru care energia poate lua orice valoare (așa-numitul spectru continuu), particulele legate (adică particulele a căror energie cinetică este mai mică decât valoarea potențială absolută), conform mecanicii cuantice, pot fi în se afirmă numai cu anumite energii discrete, așa-numitul spectru discret. Deoarece nucleul este un sistem de nucleoni legați, are un spectru de energie discret. Este de obicei în starea sa cea mai scăzută de energie, numită principalul... Dacă transferi energie în miez, aceasta va intra în stare agitată.

Locația nivelurilor de energie ale nucleului în prima aproximare:

D = a e - b E ∗ (\ displaystyle D = ae ^ (- b (\ sqrt (E ^ (*))))), Unde:

D (\ stil de afișare D)- distanta medie intre niveluri,

E ∗ (\ displaystyle E ^ (*)) este energia de excitație a nucleului,

A (\ displaystyle a)și b (\ displaystyle b)- coeficienți care sunt constanți pentru un nucleu dat:

A (\ displaystyle a)- distanta medie dintre primele niveluri excitate (pentru nucleele usoare aproximativ 1 MeV, pentru cele grele - 0,1 MeV)

Exemple asociative ale procesului de ezoosmoză, transmitere și distribuție a energiei și a informațiilor

Compoziția nucleului atomului. Calculul protonilor și neutronilor

Formule de reacție care stau la baza fuziunii termonucleare controlate

Compoziția nucleului atomului. Calculul protonilor și neutronilor

Conform conceptelor moderne, un atom este format dintr-un nucleu și electroni localizați în jurul lui. Nucleul unui atom, la rândul său, este format din particule elementare mai mici - de o anumită cantitate protoni si neutroni(numele comun pentru care este nucleoni), interconectați prin forțe nucleare.

Numărul de protoniîn nucleu determină structura învelișului electronic al atomului. Și învelișul de electroni determină proprietățile fizice și chimice ale unei substanțe. Numărul de protoni corespunde numărului ordinal al atomului din tabelul periodic al elementelor chimice ale lui Mendeleev, se mai numesc numărul de sarcină, numărul atomic și numărul atomic. De exemplu, numărul de protoni dintr-un atom de heliu este 2. În tabelul periodic, acesta este numerotat cu 2 și este notat cu He 2 Simbolul pentru numărul de protoni este litera latină Z. Când se scriu formule, adesea numărul indicând numărul de protoni este situat sub simbolul elementului, sau dreapta sau stânga: He 2/2 He.

Numărul de neutroni corespunde unui izotop specific al unui element. Izotopii sunt elemente cu același număr atomic (același număr de protoni și electroni), dar cu un număr de masă diferit. Numar de masa- numărul total de neutroni și protoni din nucleul unui atom (notat cu litera latină A). Când scrieți formule, numărul de masă este indicat în partea de sus a simbolului elementului de pe una dintre laturi: He 4 2/4 2 He (izotop heliu - Heliu - 4)

Astfel, pentru a afla numărul de neutroni dintr-un anumit izotop, numărul de protoni ar trebui să fie scăzut din numărul total de masă. De exemplu, știm că un atom de Heliu-4 He 4 2 conține 4 particule elementare, deoarece numărul de masă al izotopului este 4. De asemenea, știm că He 4 2 are 2 protoni. Scăzând 2 (numărul de protoni) din 4 (numărul de masă total), obținem 2 - numărul de neutroni din nucleul Heliului-4.

PROCESUL DE CALCULARE A NUMĂRULUI DE PUNCTE FANTOMICE DIN NUCLEUL UNUI ATOM. Ca exemplu, nu am luat în considerare accidental Helium-4 (He 4 2), al cărui nucleu este format din doi protoni și doi neutroni. Deoarece nucleul de heliu-4, numit particulă alfa (particulă alfa), este cel mai eficient în reacțiile nucleare, este adesea folosit pentru experimente în această direcție. Trebuie remarcat faptul că în formulele reacțiilor nucleare, simbolul α este adesea folosit în locul lui He 4 2.

Cu participarea particulelor alfa, E. Rutherford a realizat prima reacție de transformare nucleară din istoria oficială a fizicii. În timpul reacției, particulele α (He 4 2) au „bombardat” nucleele izotopului de azot (N 14 7), drept urmare un izotop de oxigen (O 17 8) și un proton (p 1 1) au fost format

Această reacție nucleară arată astfel:

Să calculăm numărul de particule Po fantomă înainte și după această transformare.

PENTRU A CALCULA NUMĂRUL DE PARTICULE FANTOME ESTE NECESAR:
Pasul 1. Calculați numărul de neutroni și protoni din fiecare nucleu:
- numarul de protoni este indicat in indicatorul inferior;
- aflăm numărul de neutroni scăzând numărul de protoni (indicatorul inferior) din numărul total de masă (indicatorul superior).

Pasul 2. Calculați numărul de particule Po fantomă din nucleul atomic:
- înmulțiți numărul de protoni cu numărul de particule de Po fantomă conținute într-un proton;
- înmulțiți numărul de neutroni cu numărul de particule de Po fantomă conținute într-un neutron;

Pasul 3. Adăugați numărul de particule Po fantomă:
- se adună cantitatea primită de particule de Po fantomă în protoni cu cantitatea primită în neutroni din nuclee înainte de reacție;
- se adună cantitatea primită de particule de Po fantomă în protoni cu cantitatea primită în neutroni din nuclee după reacție;
- comparați numărul de particule de Po fantomă înainte de reacție cu numărul de particule de Po fantomă după reacție.

EXEMPLU DE CALCUL DETALIAT AL NUMĂRULUI DE PARTICULE FANTOMICE ÎN NUCLEI ATOMICI.
(Reacție nucleară cu participarea unei particule α (He 4 2), efectuată de E. Rutherford în 1919)

ÎNAINTE DE REACȚIE (N 14 7 + He 4 2)
N 14 7

Număr de protoni: 7
Număr de neutroni: 14-7 = 7
în 1 proton - 12 Po, adică în 7 protoni: (12 x 7) = 84;
în 1 neutron - 33 Po, adică în 7 neutroni: (33 x 7) = 231;
Numărul total de particule Po fantomă din miez: 84 + 231 = 315

El 4 2
Numărul de protoni - 2
Numărul de neutroni 4-2 = 2
Numărul de particule Po fantomă:
în 1 proton - 12 Po, adică în 2 protoni: (12 x 2) = 24
în 1 neutron - 33 Po, adică în 2 neutroni: (33 x 2) = 66
Numărul total de particule Po fantomă din miez: 24 + 66 = 90

Total, numărul de particule de Po fantomă înainte de reacție

N 14 7 + El 4 2
315 + 90 = 405

DUPĂ REACȚIE (O 17 8) și un proton (p 1 1):
O 17 8
Număr de protoni: 8
Număr de neutroni: 17-8 = 9
Numărul de particule Po fantomă:
în 1 proton - 12 Po, ceea ce înseamnă în 8 protoni: (12 x 8) = 96
în 1 neutron - 33 Po, ceea ce înseamnă în 9 neutroni: (9 x 33) = 297
Numărul total de particule Po fantomă din miez: 96 + 297 = 393

p 1 1
Numărul de protoni: 1
Număr de neutroni: 1-1 = 0
Numărul de particule Po fantomă:
În 1 proton - 12 Po
Nu există neutroni.
Numărul total de particule Po fantomă din miez: 12

Total, numărul de particule de Po fantomă după reacție
(O 17 8 + p 1 1):
393 + 12 = 405

Să comparăm numărul de particule Po fantomă înainte și după reacție:

EXEMPLU DE FORME RIDUSĂ DE CALCUL A NUMĂRULUI DE PARTICULE FANTOMICE ÎNTR-O REACȚIE NUCLEARĂ.

O reacție nucleară binecunoscută este reacția de interacțiune a particulelor α cu izotopul beriliului, în care a fost descoperit pentru prima dată un neutron, care s-a manifestat ca o particulă independentă ca urmare a transformării nucleare. Această reacție a fost efectuată în 1932 de către fizicianul englez James Chadwick. Formula reactiei:

213 + 90 → 270 + 33 - numărul de particule Po fantomă din fiecare dintre miezuri

303 = 303 - cantitatea totală de particule de Po fantomă înainte și după reacție

Cantitățile de particule de Po fantomă înainte și după reacție sunt egale.