גרעין האטום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

גרעין האטום מכיל את הפרוטונים והנייטרונים של האטום, כאשר הם צמודים זה לזה. אף על פי שגרעין האטום מכיל את הרוב המכריע של מסת האטום, נפחו של גרעין האטום הוא זעיר ביחס לנפחו המלא של האטום. רדיוס הגרעין הוא בסדר גודל של $10 - 15$ מטר לעומת רדיוס האטום שנמדד בסדרי גודל של $10 - 10$ מטר.

כמות הפרוטונים בגרעין האטום היא הקובעת איזה יסוד כימי יהיה האטום. לכמות נייטרונים אין השפעה על סוג היסוד הכימי, אבל כמות שונה של נייטרונים יוצרת איזוטופים שונים לאותו יסוד.

מכיוון שמטענם החשמלי של הפרוטונים הוא חיובי, ולנייטרונים אין מטען חשמלי, המטען החשמלי של גרעין האטום הוא תמיד חיובי, ושווה למספר הפרוטונים כפול המטען החשמלי של הפרוטון ( $1.6 \cdot 10^{-19}$ קולון).

[עריכה] יציבותו של גרעין האטום

בין הפרוטונים שבגרעין יש דחייה חשמלית השואפת לפרק את הגרעין. אולם הכוח הגרעיני החזק מושך את הנוקלאונים זה לזה, ומונע את התפרקות הגרעין. משום שעוצמת הכוח הגרעיני החזק בין שני גופים דועכת עם המרחק בחוזק גדול בהרבה מהדעיכה של הכוח החשמלי, הכוח החזק אינו מצליח להתגבר על הדחייה החשמלית בין הפרוטונים בגרעינים גדולים. דבר זה גורם לכך שאין גרעינים יציבים שמסתם גדולה ממסת גרעין אורניום.

גרעין שאינו יציב עובר התפרקות רדיואקטיבית לגורמים פשוטים יותר, תוך כדי פליטת קרינה. התהליך יכול להיות טבעי או תוצר של ביקוע גרעיני. הקרינה נפלטת בכמה צורות אפשריות:

קרינת אלפא שהיא קרינה חיובית של גרעין הליום המורכב משני פרוטונים ושני נייטרונים.
קרינת בטא שהיא קרינה של אלקטרון או פוזיטרון.
קרינת גמא שהיא קרינה אלקטרומגנטית.

ההתפרקות הרדיואקטיבית היא תופעה קוונטית בעיקרה ולכן הסתברותית. כלומר: אי אפשר לדעת מתי בדיוק יתפרק חלקיק מסוים אך אפשר לדעת מה ההסתברות שלו להתפרק בכל זמן נתון.

לאטומים של יסוד מסוים יש איזוטופים שונים - גרעינים הנבדלים זה מזה במספר הנייטרונים שבהם. אף שלמספר הנייטרונים בגרעין אין השפעה על התכונות הכימיות של היסוד, יש לו השפעה רבה על יציבותו של הגרעין - חלק מהאיזוטופים הם איזוטופים רדיואקטיביים. לניקל, למשל, יש חמישה איזוטופים יציבים (הגרעין שלהם אינו מתפרק מעצמו), איזוטופ אחד (ניקל-59) שזמן מחצית החיים שלו הוא יותר מעשרת אלפים שנה, איזוטופ אחד (ניקל-63) שזמן מחצית החיים שלו נמדד בשנים רבות ושלושה איזוטופים (ניקל-56, ניקל-57 וניקל-66) שזמן מחצית החיים שלהם הוא פחות מעשרה ימים.