Какви са нулоните и какво могат да бъдат изградени от тях?

В средата на миналия век бележи раждането на нова ера в историята на човечеството. Каменната епоха някога е заменена от бронзова, след това продължават периодите на желязо, пара и електричество. Сега сме в самото начало на ерата на атома. Дори и най-повърхностното познание в областта на структурата на атомното ядро ​​отваря безпрецедентни хоризонти за човечеството.

Какво знаем за атомното ядро? Фактът, че тя е 99.99% от масата на целия атом и се състои от частици, които обикновено се наричат ​​нуклони. Какви са нутоните, колко от тях, какви са те, сега са известни на всеки ученик от гимназията, който има солидни четири във физиката.

Как можем да си представим структурата на атома

Уви, скоро няма да има техника, която ни позволява да видим частиците, които съставят атома, атомното ядро. За това как се подрежда материята, има хиляди въпроси и има и много теории за структурата на елементарните частици. Досега теорията, която отговаря на повечето от въпросите, е планетен модел на структурата на атома.

Според него, около положително зареденото ядро ​​има ротационни отрицателно заредени електрони, държани чрез електрическо привличане. И какви са нуклоните? Факт е, че сърцевината не е монолитна, състои се от положително заредени протони и неутрони - частици с нулева заряд. Тук те са частиците, от които е изградено атомното ядро, и е обичайно да ги наричаме нуклони.

Откъде дойде тази теория, ако частиците са толкова малки? Учените стигат до извода за планетарната структура на атома, насочвайки гредите от различни микрочастици към най-фините плочи от метали.

Какви са неговите размери

Познаването на структурата на атома няма да бъде пълно, освен ако не можем да си представим неговите елементи в мащаб. Ядрото е изключително малко дори в сравнение със самия атом. Ако начертаете въображението си като атом, например от злато под формата на огромен балон с диаметър 200 метра, тогава сърцевината му ще бъде само Heillip-Hazel. Но какви са нутроните и защо играят такава важна роля? Да, само защото в тях е концентрирана цялата маса на атома.

В гнездата на кристалната решетка, златните атоми са доста плътни, така че разстоянието между съседни "ядки" в мащаба, който сме приели, ще бъде около 250-300 метра.

протон

Учените отдавна подозират, че ядрото на един атом не е някакво монолитно вещество. Болезнено ударен от величината на масата и заряда, нарастващи "стъпки" от един химически елемент в друг. Логично е да се приеме, че има определени частици с фиксиран положителен заряд, от който се "пишат" ядрата на всички атоми. Колко нуклеони от положително заредени присъстват в ядрото, така ще се зарежда.

Предположенията за сложната структура на атомното ядро ​​са направени дори в периода на изграждането на Менделеев на неговата периодична таблица с елементи. Въпреки това, нямаше технически възможности за експериментално потвърждение на догадките по това време. Само в началото на 20-ти век Ърнест Ръдърфорд е създаден експеримент, който потвърждава наличието на протон.

В резултат на излагане на дадено вещество от излъчване на радиоактивни метали, от време на време се появи частица - копие от ядрото на водородния атом. Тя имаше същото тегло (1,67 ∙ 10^-27 kg) и атомен заряд от +1.

неутрон

Заключението за необходимостта от търсене на друга частица, наречена задочно от неутрон, дойде бързо. Тъй като въпросът, колко нукени в ядрото и какви са те, се намира в неравномерния растеж на масата и зареждането с промяна в номера на поръчката на елемента. Ръдърфорд направи предположението за съществуването на удвояване на протона с нулева заряд, но не успя да потвърди предположението.

Като цяло ядрените учени вече са добре наясно какво представляват нулоните и количествения състав на атомните ядра. И неуловимата частица, докато не намери експериментално, чакаше своето време. Инициаторът на него се счита за Джеймс Чадуик, който успя да отдели "невидимия" от веществото, подлагайки го на бомбардиране с хелиеви ядра (алфа частици), диспергирани до ултра високи скорости. Масата на частицата, както се очакваше, се оказа равна на масата на открития по-рано протон. Според съвременните изследвания неутронът е малко по-тежък.

Още малко за "тухлите" на атомното ядро

Не е трудно да се изчисли колко нуклеони в ядрото на химически елемент или неговия изотоп са. За това са необходими две неща: масата на Менделеев и калкулаторът, въпреки че може да се брои в ума. Пример за това са два общи изотопа на уран: 235 и 238. Тези числа представляват атомната маса. Редовният номер на урана е 92, той винаги означава заряда на ядрото.

Както е известно, нуклеоните в ядрото на един атом могат да бъдат положително заредени протони или неутрони със същата маса, но без заряд. Редовният номер 92 обозначава числото в протонното ядро. Броят на неутроните се изчислява чрез обикновено изваждане:

• - уран 235, броят на неутроните = 235 - 92 = 143;
• - уран 238, броят на неутроните = 238 - 92 = 146.

И колко нутона може да се съберат в даден момент? Смята се, че на определен етап от живота на звездите с достатъчна маса, когато термоядрената реакция вече не е в състояние да съдържа силата на гравитацията, налягането в червата на светлината се увеличава толкова много, че "лепи" електроните към протоните. В резултат на това зареждането става нула и протонното-електронната двойка става неутрон. Полученото вещество, състоящо се от "пресовани" неутрони, е изключително плътен.

Звезда, която тежи в нашето Слънце, се превръща в топка с диаметър няколко километра. Чаена лъжичка от такава "неутронна каша" може да тежи няколкостотин тона на Земята.