Štruktúra atómového jadra je jednou z najzákladnejších otázok modernej vedy. Neustále experimenty v tejto oblasti umožnili vedcom nielen s vysokou mierou presnosti určiť, čo je atóm, ale aj aktívne využívať poznatky získané v rôznych priemyselných odvetviach a pri tvorbe najnovších zbraní.
Otázka štruktúry všetkého na planéte zaujíma vedcov od nepamäti. Takže aj v starovekom Grécku niektorí vedci verili, že hmota je jedna a nedeliteľná vo svojej štruktúre, zatiaľ čo ich oponenti trvali na tom, že hmota je deliteľná a pozostáva z najmenších častíc - atómov, a preto sa vlastnosti rôznych objektov navzájom veľmi líšia.
Prelom v štúdiu štruktúry molekúl nastal v 18. storočí, keď M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro položili základy atómovo-molekulárnej teórie, podľa ktorej sa všetko v prírode skladá z molekúl a tie sú zase zložené znedeliteľné častice - atómy, ktorých vzájomná interakcia určuje základné vlastnosti určitých látok.
Nová etapa v štúdiu štruktúry molekúl a atómov sa začala koncom 19. storočia, keď E. Rutherford a množstvo ďalších vedcov urobili objavy, v dôsledku ktorých bola štruktúra atómu a atómové jadro sa objavilo v úplne novom svetle. Ukázalo sa teda, že atóm vôbec nie je nedeliteľnou časticou, práve naopak, skladá sa z ešte menších zložiek – jadra a elektrónov, ktoré sa okolo neho pohybujú po spletitých dráhach. Všeobecná neutralita atómu viedla k záveru, že elektróny so záporným nábojom musia byť vyvážené prvkami s kladným nábojom. Ako sa neskôr ukázalo, takéto prvky skutočne existujú: nazývali sa ɑ-častice alebo protóny.
Moderné vedecké poznatky naznačujú, že štruktúra atómového jadra je oveľa komplikovanejšia, než sa zdalo ešte pred sto rokmi. Dnes je teda známe, že jadro atómu zahŕňa nielen protóny, ale aj častice, ktoré nemajú náboj - neutróny. Spoločne sa protóny a neutróny nazývajú nukleóny. Keďže hmotnosť neutrónu je len o 0,14 % väčšia ako hmotnosť protónu, tento rozdiel sa pri výpočtoch zvyčajne zanedbáva.
Veľkosť jadra sa pohybuje medzi 10-12 a 10-13 cm. Zároveň, napriek tomu, že viac ako 95 % hmotnosti atómu je sústredených v jadre, veľkosť samotného atómu je stotisíckrát väčšia ako veľkosť jadra.
Základnékvantitatívne charakteristiky, ktoré charakterizujú štruktúru atómového jadra, možno extrahovať z periodickej tabuľky D. I. Mendelejev. Ako viete, počet protónov v jadre sa rovná súčtu elektrónov, ktoré sa okolo neho otáčajú, a zodpovedá poradovému číslu v tabuľke prvkov. Na zistenie počtu neutrónov je potrebné od celkovej hmotnosti prvku odčítať sériové číslo a zaokrúhliť na celé číslo nahor. Látky, v ktorých je počet protónov rovnaký, ale počet neutrónov odlišný, sa nazývajú izotopy.
Jednou z najdôležitejších otázok vedcov, ktorí študovali štruktúru jadra, bola otázka síl, ktoré držia protóny, pretože keďže majú rovnaký náboj, musia sa odpudzovať. Štúdie ukázali, že vzdialenosti medzi protónmi v jadre sú také malé, že k odpudzovaniu medzi nimi jednoducho nedochádza. Navyše, bióny, ktoré sa nachádzajú medzi protónmi, prispievajú k úzkej interakcii a ich neustálej vzájomnej príťažlivosti.
Štruktúra atómového jadra je stále plná mnohých záhad. Ich vyriešenie pomôže ľudstvu nielen lepšie pochopiť štruktúru sveta, ale tiež urobí kvalitatívny prielom vo vede a technike.
