atómové jadro

Text hesla

atómové jadro — centrálna časť atómu s priemerom približne 100 000-krát menším ako celý atóm, v ktorej je sústredená takmer celá jeho hmotnosť. Skladá sa z protónov a neutrónov (nukleónov). Celkový počet nukleónov v jadre udáva nukleónové číslo \(A\), ktoré je súčtom protónového čísla \(Z\) a neutrónového čísla \(N\). Veľkosť polomeru atómového jadra sa vyjadruje empirickým vzťahom \(R\cong \mathrm{1,4}\cdotp {10}^{-15}\cdotp {A}^{1/3}\mathrm m\). Hustota atómového jadra dosahuje až 1017 kg · m-3. Náboj jadra je určený súčinom protónového čísla \(Z\) a kladného elementárneho náboja \(e\). Číslo \(Z\) udáva miesto v periodickej tabuľke prvkov. Jadro s konkrétnym počtom protónov a neutrónov sa nazýva nuklid. Nuklid chemického prvku so značkou \(X\) sa označuje symbolom \({}_{Z}^{A}X\). Jadrá s rovnakým protónovým číslom, ale líšiace sa počtom neutrónov, tvoria izotopy daného chemického prvku, jadrá s rovnakými nukleónovými číslami, odlišujúce sa protónovým číslom, sú izobary. Atómové jadro môže mať spin, magnetický moment (→ jadrový magnetón) aj kvadrupólový moment (→ kvadrupól). Stabilitu jadra udáva väzbová energia \(E\), ktorá je daná hmotnostným schodkom (defektom) \(\Delta M\mathrm{\colon }E=\Delta \mathit{M\cdotp }{c}^{2}\), kde \(c\) je rýchlosť svetla vo vákuu. Pre hmotnostný schodok jadra platí \(\Delta M={\mathit{Zm}}_{p}+{\mathit{Nm}}_{n}-{M}_{A}\), kde \({m}_{p}\) je hmotnosť voľného protónu, \({m}_{n}\) hmotnosť voľného neutrónu a \({M}_{A}\) hmotnosť nimi vytvoreného jadra. Väzbová energia pripadajúca na 1 nukleón má pre väčšinu jadier hodnotu 7 – 8 MeV, klesá len pri jadrách s počtom nukleónov menším ako 20 alebo väčším ako 180. Okolo 2 000 známych nuklidov sa delí na stabilné a nestabilné. Nuklid je stabilný, ak jeho hmotnosť je menšia ako celková hmotnosť možných produktov jeho rozpadu. Nestabilné jadrá sa menia rozpadom \(\alpha\), premenou \(\beta\), vyžiarením kvanta \(\gamma\), klastrovým rozpadom a zriedkavo aj emisiou neutrónov či protónov. Nestabilné jadrá charakterizuje ich stredná doba života. Interakciou s inými jadrami alebo elementárnymi časticami vznikajú jadrové reakcie, pri ktorých sa môže energia z jadra uvoľniť alebo jadrom pohltiť. Informácie o stave jadier sa získavajú štúdiom spontánnych premien, procesov rozptylu a jadrovými reakciami; (→ Mössbauerov jav, → rádioaktivita).

Popis ilustrácie

Atómové jadro. Závislosť väzbovej energie pripadajúcej na jeden nukleón od počtu nukleónov

Text hesla

atómové jadro — centrálna časť atómu s priemerom približne 100 000-krát menším ako celý atóm, v ktorej je sústredená takmer celá jeho hmotnosť. Skladá sa z protónov a neutrónov (nukleónov). Celkový počet nukleónov v jadre udáva nukleónové číslo \(A\), ktoré je súčtom protónového čísla \(Z\) a neutrónového čísla \(N\). Veľkosť polomeru atómového jadra sa vyjadruje empirickým vzťahom \(R\cong \mathrm{1,4}\cdotp {10}^{-15}\cdotp {A}^{1/3}\mathrm m\). Hustota atómového jadra dosahuje až 1017 kg · m-3. Náboj jadra je určený súčinom protónového čísla \(Z\) a kladného elementárneho náboja \(e\). Číslo \(Z\) udáva miesto v periodickej tabuľke prvkov. Jadro s konkrétnym počtom protónov a neutrónov sa nazýva nuklid. Nuklid chemického prvku so značkou \(X\) sa označuje symbolom \({}_{Z}^{A}X\). Jadrá s rovnakým protónovým číslom, ale líšiace sa počtom neutrónov, tvoria izotopy daného chemického prvku, jadrá s rovnakými nukleónovými číslami, odlišujúce sa protónovým číslom, sú izobary. Atómové jadro môže mať spin, magnetický moment (→ jadrový magnetón) aj kvadrupólový moment (→ kvadrupól). Stabilitu jadra udáva väzbová energia \(E\), ktorá je daná hmotnostným schodkom (defektom) \(\Delta M\mathrm{\colon }E=\Delta \mathit{M\cdotp }{c}^{2}\), kde \(c\) je rýchlosť svetla vo vákuu. Pre hmotnostný schodok jadra platí \(\Delta M={\mathit{Zm}}_{p}+{\mathit{Nm}}_{n}-{M}_{A}\), kde \({m}_{p}\) je hmotnosť voľného protónu, \({m}_{n}\) hmotnosť voľného neutrónu a \({M}_{A}\) hmotnosť nimi vytvoreného jadra. Väzbová energia pripadajúca na 1 nukleón má pre väčšinu jadier hodnotu 7 – 8 MeV, klesá len pri jadrách s počtom nukleónov menším ako 20 alebo väčším ako 180. Okolo 2 000 známych nuklidov sa delí na stabilné a nestabilné. Nuklid je stabilný, ak jeho hmotnosť je menšia ako celková hmotnosť možných produktov jeho rozpadu. Nestabilné jadrá sa menia rozpadom \(\alpha\), premenou \(\beta\), vyžiarením kvanta \(\gamma\), klastrovým rozpadom a zriedkavo aj emisiou neutrónov či protónov. Nestabilné jadrá charakterizuje ich stredná doba života. Interakciou s inými jadrami alebo elementárnymi časticami vznikajú jadrové reakcie, pri ktorých sa môže energia z jadra uvoľniť alebo jadrom pohltiť. Informácie o stave jadier sa získavajú štúdiom spontánnych premien, procesov rozptylu a jadrovými reakciami; (→ Mössbauerov jav, → rádioaktivita).

Zverejnené v auguste 1999.

citácia

Atómové jadro [online]. Encyclopaedia Beliana, ISBN 978-80-89524-30-3. [cit. 2019-12-15]. Dostupné na internete: https://beliana.sav.sk/heslo/atomove-jadro