Moderné chápanie atómu,čo potvrdzujú práce väčšieho počtu teoretických a prírodovedcov dvadsiateho storočia, umožňuje s vysokou mierou pravdepodobnosti posúdiť jeho štruktúru a prítomnosť rôznych elementárnych častíc v jeho zložení. Atómové jadro je centrálna masívna časť atómu. Skladá sa z protónov a neutrónov, súhrnne známych ako nukleóny. Prevažná časť atómu (99,95%) je koncentrovaná v jadre. Jeho veľkosť je zanedbateľná a elektrický náboj je kladný a predstavuje násobok absolútneho náboja jedného elektrónu.
Podľa počtu elektrónov alebo náboja atómového jadra možno posúdiť jednotlivé vlastnosti prvku. Toto číslo zodpovedá jeho poradovému číslu v periodickej sústave.
Objav atómového jadra je zásluhou E.Rutherford, jeho experimenty z roku 1911 s rozptylom a-častíc pri ich prechode látkou umožnili s vysokou pravdepodobnosťou opísať štruktúru atómu.
Ako základ sa vzalo atómové jadro vodíka aelementárna častica, ktorá tvorí základ jadier ďalších chemických prvkov, dostala od roku 1920 názov protón. Ale protónovo-elektronová štruktúra atómu mala množstvo nevýhod a nevysvetľovala veľa fyzikálnych javov.
Popísať zloženie jadra, elementárne vedyčastice sa priblížili po objave neutrónu. V roku 1932 J. Chadwick, W. Heisenberg a D. D. Ivanenko predpokladali, že v jadre je častica s neutrálnym nábojom. A stavebným materiálom, z ktorého sa skladá atómové jadro, sú protóny a neutróny. Počet nukleónov určuje hmotnostné číslo prvku.
Látky s rovnakým počtom protónovv jadre (jadrový náboj) sa nazývajú izotopy. Izotóny sú látky, ktoré majú rovnaký počet neutrónov. Látky s rovnakým počtom nukleónov sú izobary.
Fyzika atómového jadra predpokladá prítomnosť ďalšíchmalé zložené „stavebné bloky“ pre neutróny a protóny. Kvarky, gluóny, mezonické polia tvoria zložitý systém - atómové jadro. Ďalší opis komplexných vzájomných vzťahov elementárnych častíc sa uskutočňuje pomocou kvantovej chromodynamiky.
Kladenie problému stability jadra, zloženiektorá zahŕňa tak častice, ktoré nemajú elektrický náboj (neutróny), ako aj kladne nabité protóny, vedci dospeli k záveru, že v jadre existujú špeciálne pôsobiace jadrové sily, ktoré sa líšia od elektromagnetických aj gravitačných.
Vplyv týchto síl je striktne obmedzený vzdialenosťou, sú krátkeho dosahu a sú obmedzené na zanedbateľný akčný rádius.
Jadrové sily ukazujú slušné množstvonezávislosť. Absolútne odlišné častice sú rovnako priťahované. Tento jav sa zreteľne prejavuje pri porovnaní väzbových energií zrkadlových jadier. Tento názov dostali jadrá s rovnakým počtom nukleónov, ale počet protónov v jednom zodpovedá počtu neutrónov v druhom a naopak. Príkladom môžu byť jadrá hélia a trícia (ťažký vodík).
V procese sa vyskytujú aj neobvyklé javytvorba jadier. Ak vypočítame hmotnosť jadra a osobitne hmotnosti prvkov, ktoré ho tvoria, potom bude hmotnosť jadra menšia. Podobný efekt sa vysvetľuje uvoľňovaním energie počas syntézy jadra, ktoré sa nazýva väzbová energia atómových jadier. Číselne sa dá určiť výpočtom množstva práce, ktorú bude potrebné vykonať na rozdelenie jadra na jeho jednotlivé prvky (nukleóny) bez toho, aby im bola poskytnutá určitá kinetická energia.
V tejto súvislosti ide o pojem konkrétnyväzbové energie jadra. Vypočíta sa v číselnom ekvivalente na nukleón, čo je v priemere 8 MeV / nukleón. S nárastom počtu nukleónov v jadre väzobná energia klesá.
Pomer počtu protónov a neutrónov sa používa ako kritérium stability atómových jadier.
