Эту модель предложили в 1932 г. советские физики Д. Иваненко, Е. Гапон и немецкий физик В. Гейзенберг. Согласно этой модели ядро атома состоит из протонов и нейтронов, за исключением ядра водорода, которое состоит из одного
протона.
В этой модели было непонятно, каким образом достигается физическое единство атома на уровне его ядра и электронных оболочек: в ядре на чрезвычайно малом расстоянии находятся одинаково заряженные протоны, которые должны взаимно отталкиваться друг от друга, но этого не наблюдается. Следовательно, этому процессу отталкивания должна препятствовать сила притяжения
между протонами, поскольку протоны имеют массу, но масса их чрезвычайно
мала. Предлагалось множество моделей физического единства атома, среди которых особенно привлекательной оказалась модель японского физика Юкава(1907—1961), которая была предложена им все в том же 1932 г. Но прежде чем рассматривать эту модель, раскроем физическую суть протонно-нейтронной модели атома.
Строение атома, искусственная и естественная радиация.Все материальные тела состоят из химических элементов. Химический элемент — это простое вещество, состоящее из одного и того же вида атомов. Современной науке известно более ста химических элементов, некоторые химические элементы созданы самим человеком. Атом химического элемента можно представить как сферическую пульсирующую каплю концентрации энергии. Размеры атома — приблизительно 10-8 см. Атом состоит из ядра размером в 10-13 см и вращающихся вокруг него электронов (или одного электрона в случае атома водорода). Между ядром атома и границей атома находится огромное пространство по масштабам в микромире. Ядра атомов состоят из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Плотность в ядре атома огромна, приблизительно 150 •
10б т/см3.
Заряд ядраопределяется количеством в нем протонов и обозначается символом Z Вся масса атома заключена в массе его ядра и определяется массой входящих в ядро протонов и нейтронов, поскольку масса электрона ничтожно мала по сравнению с массами протона и нейтрона. Порядковый номер в химической таблице Менделеева соответствует заряду атома данного химического элемента. Массовое число атома А равно массе нейтронов и протонов в ядре: А = Z+ N, где Z — количество протонов, N — количество
|
Х илн
ZХА указывается заряд и массовое
число химического элемента X. Например, 23892Ur — указывает, что уран-238
имеет в ядре 92 протона и 146 нейтронов (238 - 92 = 146). Химические элементы с
массовым числом А > 50 называются легкими, а с А > 50 — тяжелыми.
Поскольку размеры атомов всех химических элементов достаточно близки, то в ядрах тяжелых элементов довольно «тесновато», т. е. создаются энергетические предпосылки для естественного их радиактивного распада. Атомы одного и того
же химического элемента, имеющие одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов, называются изотопами:11H (водород-протий) —
один протон, нейтронов нет, 21Н (дейтерий) — один протон и один нейтрон,
31Н(тритий) — один протон, нейтронов два. К настоящему времени известно
около 1500 ядер, из них лишь 265 являются стабильными.