原子核

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No. 1

　　原子核（atomic nucleus)简称“核”。位于原子的核心部分，由质子和中子两种微粒构成。原子核极小，它的直径在10^-^14 m～10^16m之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.96％以上原子的质量。原子核的密度极大，核密度约为10^14g/cm^3，即1cm^3的体积如装满原子核，其质量将达到10^8t[即1亿吨]。原子核的能量极大。构成原子核的质子和中子之间存在着巨大的吸引力，能克服质子之间所带正电荷的斥力而结合成原子核，使原子在化学反应中原子核不发生分裂。当一些原子核发生裂变（原子核分裂为两个或更多的核）或聚变（轻原子核相遇时结合成为重核）时，会释放出巨大的原子核能，即原子能。例如核能发电。利用这一性质，方便人们的生活。
　　原因
　　1912年英国科学家卢瑟福根据α粒子轰击金箔的实验中，绝大多数α粒子仍沿原方向前进，少数α粒子发生较大偏转，个别α粒子偏转超过了90°，有的甚至接近180°的试验事实确认：原子内含有一个体积小而质量大的带正电的中心，这就是原子核。
　　强相互作用
　　核子之间的核力，是一种比电磁作用大得多的相互作用。原子半径很小，质子间库仑斥力很大，但原子核却很稳定。所以原子核里质子间的除了库仑斥力外还有核力。只有在2.0×10^-15米的短距离内才能起到作用。
　　质子和质子之间、质子和中子之间、中子和中子之间都存在。核力是色力的间接效应，即强相互作用可以看作是夸克 - 胶子相互作用的间接结果。
　　图为氦原子的原子及其原子核构想图

百科辞典

　　yuanzihe
　　原子核
　　nucleus
　　　　原子的核心部分，简称“核”。原子的质量几乎全部集中在原子核上。对原子核的性质、结构和变化规律的研究是现代物理学的一个重要内容。原子核的性质因其所处的状态有所不同。下面着重叙述原子核处于基态时的主要属性。
　　　　原子核的组成　目前一般认为原子核由质子和中子组成，质子和中子总称为核子。通常，原子核的核子数以□表示，质子数以□表示，中子数以□表示，□＝□+□。
　　　　在原子核物理学中，原子核用□表示,X是元素的名称。例如，氢核记为□，氘核记为□，氦核记为□等等。有时也用更简单的标记方法,如□或□X。□与□ 都相同的原子核称为某种核素；□相同□不相同的原子核称为同位素；□ 相同□ 不同的原子核称为同中子素；□相同而□及□不相同的原子核称为同量异位素。
　　　　□为奇数的核称为奇□核,奇□核又可分为奇中子核与奇质子核。□为偶数的核可分为偶偶核与奇奇核。迄今所知，只有如□等少数几个奇奇核是稳定的，其他的奇奇核都是放射性核。
　　　　原子核的质量和结合能　原子核的质量不是诸核子质量的和，还同它们之间的结合能有关。
　　　　原子核的质量　人们实际上测量的是原子质量，规定以自然界中碳的丰度最高的同位素□C质量的□为原子质量单位，并以u标记。1u=1.660565×10□kg。其他原子的质量总是接近于这个单位的整数倍数，如
　　　　中子□的质量＝1.008665u，
　　　　氢原子□的质量＝1.007825u，
　　　　铁原子□的质量＝55.934937u，
　　　　铀原子□的质量＝238.050816u。
　　　　原子核的质量应为原子质量减去原子中全部电子的质量（约为核的质量的几千分之一）以及原子中电子的结合能（自由电子和原子核结合成原子时释放出的能量，约为原子质量的几千万分之一），在核物理的许多公式中电子质量相互抵消，核质量都可用原子质量代替。
　　　　质量亏损和核结合能　实验测得，原子的质量总是小于组成它的各个自由核子和轨道电子质量的总和。例如氘原子可分为一个中子和一个氢原子，但它们的质量和为
　　　　 □＝□□+□□＝1.008665u+1.007825u
　　　　＝2.016490u，和实验测得的氘原子质量□□=2.014102u不相等。二者相差0.002388u。这和质子、中子组成氘核时放出能量有关。这个能量的数值等于把氘核拆成质子和中子所必须花费的最小能量。例如要用能量大于2.224MeV的γ光子同氘核反应，才能使氘分离。通常把这个最小能量叫结合能，用□标记。□与上面提到的质量差(即处于自由状态的氢原子与中子的总质量和氘原子的质量差 □□)的关系符合相对论的质能关系式
　　　　 □＝(□□)□□。这里 □是光速。可得出一个原子质量单位(□□＝1u)相当于 931.50MeV。于是，(□-□□)□□＝0.002388×931.50＝2.224MeV，也就是说，中子和质子结合成氘核时释放了2.224MeV的能量，相当于减少了0.002388u的质量。
　　　　推广到一般核素□,它的核由□个质子、□-□个中子组成，核质量为□□，则□，这个值叫质量亏损。把核的总结合能记为□，则
　　　　 □。
　　　　核子的平均结合能　核的总结合能□被质量数□除，称为该核每个核子的平均结合能，用□表示,□＝□/□。核子平均结合能□同质量数□的关系如图1 核子的平均结合能所示。表1列出了一些核的□和□的值。
　　　　由图1核子的平均结合能和表1一些核的结合能和平均结合能看出天然元素的平均结合能 □有如下特点。
　　　　①质量数在30以下的轻核的平均结合能随 □值增加有周期性变化，在□ □处达到极大值，在核子数为□的倍数时，核的结构比较稳定。总的趋势是轻核的平均结合能随 □的增

英文解释

n.: kernel, nucleus, nuke, atomic nucleus, centre of an atom