Өткөн кылымдын ортосу адамзаттын тарыхында жаңы доордун жаралышын белгиледи. Таш доору бир жолу коло дооруна алмаштырылган, андан кийин темир, буу жана электрдин башкаруу мезгили катары менен келген. Биз азыр атомдун доорунун эң башында турабыз. Атом ядросунун түзүлүшү жаатындагы эң үстүртөн билимдер да адамзат үчүн болуп көрбөгөндөй горизонтторду ачат.
Атомдук ядро жөнүндө эмне билебиз? Ал бүт атомдун массасынын 99,99% түзөт жана нуклондор деп аталган бөлүкчөлөрдөн турат. Нуклондор деген эмне, алардын канчасы, алар эмне экенин азыр физикадан төрт баллы бар ар бир мектеп окуучусу билет.
Атомдун түзүлүшүн кантип элестетебиз
Ой, атомду, атом ядросун түзгөн бөлүкчөлөрдү көрүүгө мүмкүндүк берген техниканын пайда болушу жакын арада болбойт. Заттын кантип жайгашуусу жөнүндө миңдеген суроолор бар, ошондой эле элементардык бөлүкчөлөрдүн түзүлүшүнүн көптөгөн теориялары бар. Бүгүнкү күнгө чейин, бул теориясуроолордун көбүнө жооп берет, бул атомдун түзүлүшүнүн планетардык модели.
Ага ылайык, терс заряддуу электрондор электрдик тартылуу менен кармалып турган оң заряддуу ядронун тегерегинде айланат. Нуклондор деген эмне? Чындыгында ядро монолиттүү эмес, ал оң заряддуу протондордон жана нейтрондордон - заряды нөлдүк бөлүкчөлөрдөн турат. Булар атом ядросу курулган бөлүкчөлөр жана аларды нуклондор деп аташты.
Эгер бөлүкчөлөр ушунчалык кичинекей болсо, бул теория кайдан пайда болгон? Окумуштуулар ар кандай микробөлүкчөлөрдүн нурларын эң ичке металл плиталарына багыттап, атомдун планетардык түзүлүшү жөнүндө тыянакка келишти.
Анын өлчөмдөрү кандай
Атомдун түзүлүшү жөнүндөгү билим анын элементтерин масштабда элестетпесе, толук болбойт. Ядро атомдун өзүнө салыштырмалуу өтө кичинекей. Эгер сиз атомду, мисалы, алтынды, диаметри 200 метрлик чоң шар формасында элестетсеңиз, анда анын өзөгү жөн эле … фундук болот. Бирок нуклондор деген эмне жана алар эмне үчүн мынчалык маанилүү роль ойношот? Ооба, атомдун бардык массасы аларда топтолгондуктан гана.
Кристалл торчосунун уяларында алтын атомдору абдан тыгыз жайгашкан, ошондуктан биз кабыл алган масштабдагы кошуна "жаңгактардын" ортосундагы аралык болжол менен 250-300 метрди түзөт.
Протон
Окумуштуулар көптөн бери атомдун ядросу монолиттүү зат эмес деп шектенип келишкен. Бир химиялык элементтен экинчисине «кадам» менен өсүп жаткан массанын жана заряддын чоңдуктары таң калыштуу болду. Болжолдоо логикалык элебардык атомдордун ядролору «жыйналат» белгиленген оң заряддуу кээ бир бөлүкчөлөр бар экенин. Ядродо канча оң заряддуу нуклон бар болсо, бул анын заряды болот.
Атом ядросунун татаал түзүлүшү жөнүндөгү божомолдор Менделеев элементтердин мезгилдик системасын түзгөн мезгилде эле жасалган. Бирок, ал кезде божомолдорду эксперименталдык жактан тастыктоо үчүн техникалык мүмкүнчүлүктөр болгон эмес. Эрнест Рутерфорд 20-кылымдын башында гана протондун бар экенин тастыктаган эксперимент жасаган.
Радиактивдүү металлдардын нурлануусу менен затка таасир этүүнүн натыйжасында мезгил-мезгили менен бөлүкчө пайда болгон - суутек атомунун ядросунун көчүрмөсү. Анын салмагы бирдей болгон (1,67 ∙ 10-27 кг) жана атомдук заряды +1.
Нейтрон
Нейтрон деп аталган сырттан башка бөлүкчөлөрдү издөө зарылчылыгы жөнүндөгү тыянак бат эле келди. Ядродо канча нуклон бар жана алар эмне деген суроо элементтин иреттик санынын өзгөрүшү менен масса менен заряддын бирдей эмес өсүшүнө байланыштуу. Рутерфорд заряды нөл болгон протон эгизинин бар экендиги жөнүндө божомолдогон, бирок ал өзүнүн божомолун ырастай алган жок.
Жалпысынан, ядролук илимпоздор нуклондор деген эмне экенин жана атомдук ядролордун сандык курамын жакшы түшүнүшкөн. Жана эч ким эксперимент жолу менен ача албаган бөлүкчө канаттарда күтүп турган. Жеймс Чедвик анын ачылышчысы болуп эсептелет, ал заттан "көрүнбөгөндү" бөлүп алууга жетишкен.аны ультра жогорку ылдамдыкта (α-бөлүкчөлөр) тездетилген гелий ядролору менен бомбалоого дуушар кылуу. Бөлүкчөнүн массасы, күтүлгөндөй, мурда ачылган протондун массасына барабар болуп чыкты. Заманбап изилдөөлөргө ылайык, нейтрон бир аз оор.
Атомдук ядронун "кирпичтери" жөнүндө бир аз көбүрөөк
Химиялык элементтин же анын изотопунун ядросунда канча нуклон бар экенин эсептеңиз. Бул эки нерсени талап кылат: мезгилдүү таблица жана калькулятор, бирок сиз акылыңызда эсептей аласыз. Мисалы, урандын эки жалпы изотоптору: 235 жана 238. Бул сандар атомдук массаны билдирет. Урандын сериялык номери 92, ал дайыма ядронун зарядын билдирет.
Белгилүү болгондой, атомдун ядросундагы нуклондор оң заряддуу протондор же бирдей массадагы нейтрондор болушу мүмкүн, бирок заряды жок. Сериялык номер 92 протондордун ядросундагы санын билдирет. Нейтрондордун саны жөнөкөй кемитүү жолу менен эсептелет:
- - уран 235, нейтрондордун саны=235 – 92=143;
- - уран 238, нейтрондордун саны=238 – 92=146.
Бир убакта канча нуклонду бириктирсе болот? Жетиштүү массасы бар жылдыздардын жашоосунун белгилүү бир этабында, термоядролук реакция тартылуу күчүн токтото албай калганда, жылдыздын ичегилериндеги басым ушунчалык көбөйүп, электрондорду "жабышат" деп эсептелет. протондор. Натыйжада заряд нөлгө, ал эми протон-электрондук жуп нейтронго айланат. "Басылган" нейтрондордон турган зат өтө тыгыз.
Биздин Күнүбүздө таразаланган жылдыз шарга айланатдиаметри бир нече ондогон километр. Мындай "нейтрон боткосунун" бир чай кашык жеринде салмагы бир нече жүз тоннага жетет.
