Atomo branduolio struktūra yra vienas iš svarbiausių šiuolaikinio mokslo klausimų. Nuolatiniai eksperimentai šioje srityje leido mokslininkams ne tik labai tiksliai nustatyti, kas yra atomas, bet ir aktyviai panaudoti įvairiose pramonės šakose įgytas žinias bei kuriant naujausius ginklus.
Klausimas apie visko planetoje sandarą mokslininkus domino nuo neatmenamų laikų. Taigi net Senovės Graikijoje kai kurie mokslininkai manė, kad materija yra viena ir nedaloma savo struktūra, o jų oponentai tvirtino, kad materija yra dalijama ir susideda iš mažiausių dalelių - atomų, todėl įvairių objektų savybės labai skiriasi viena nuo kitos.
Proveržis tiriant molekulių struktūrą įvyko XVIII amžiuje, kai M. V. Lomonosovas, L. Lavoisier, D. D altonas, A. Avogadro padėjo pagrindus atominei-molekulinei teorijai, pagal kurią gamtoje viskas susideda iš molekulių, o tos, savo ruožtu, yra sudarytos iš molekulių.nedalomos dalelės – atomai, kurių tarpusavio sąveika lemia pagrindines tam tikrų medžiagų savybes.
Naujas molekulių ir atomų sandaros tyrimo etapas prasidėjo XIX amžiaus pabaigoje, kai E. Rutherfordas ir nemažai kitų mokslininkų padarė atradimų, dėl kurių atsirado atomo sandara. ir atomo branduolys pasirodė visiškai naujoje šviesoje. Taigi, paaiškėjo, kad atomas visai nėra nedaloma dalelė, priešingai, jis susideda iš dar mažesnių komponentų – branduolio ir elektronų, kurie juda aplink jį sudėtingomis orbitomis. Bendras atomo neutralumas leido daryti išvadą, kad neigiamą krūvį turintys elektronai turi būti subalansuoti teigiamo krūvio elementais. Kaip vėliau paaiškėjo, tokie elementai tikrai egzistuoja: jie buvo vadinami ɑ-dalelėmis arba protonais.
Šiuolaikinės mokslo žinios rodo, kad atomo branduolio struktūra yra daug sudėtingesnė, nei atrodė net prieš šimtą metų. Taigi, šiandien žinoma, kad atomo branduolyje yra ne tik protonai, bet ir dalelės, kurios neturi krūvio – neutronai. Kartu protonai ir neutronai vadinami nukleonais. Kadangi neutrono masė yra tik 0,14 % didesnė už protono masę, skaičiuojant į šį skirtumą paprastai neatsižvelgiama.
Branduolio dydis yra nuo 10-12 iki 10-13 cm. Tuo pačiu metu, nepaisant to, kad daugiau nei 95% atomo masės yra sutelkta branduolyje, paties atomo dydis yra šimtą tūkstančių kartų didesnis už branduolio dydį.
Pagrindiniskiekybines charakteristikas, apibūdinančias atomo branduolio struktūrą, galima išgauti iš periodinės D. I. Mendelejevas. Kaip žinote, protonų skaičius branduolyje yra lygus aplink jį besisukančių elektronų sumai ir atitinka eilės numerį elementų lentelėje. Norint sužinoti neutronų skaičių, iš bendros elemento masės reikia atimti eilės numerį ir suapvalinti iki sveikojo skaičiaus. Medžiagos, kuriose protonų skaičius yra vienodas, bet neutronų skaičius skiriasi, vadinamos izotopais.
Vienas iš svarbiausių klausimų, kuriuos uždavė mokslininkai, tyrę branduolio struktūrą, buvo protonus laikančių jėgų klausimas, nes turėdami tą patį krūvį jie turi atstumti. Tyrimai parodė, kad atstumai tarp protonų branduolyje yra tokie maži, kad atstūmimas tarp jų tiesiog neįvyksta. Be to, bionai, esantys tarp protonų, prisideda prie artimos sąveikos ir nuolatinio pastarųjų traukos vienas prie kito.
Atominio branduolio struktūra vis dar kupina daug paslapčių. Jų sprendimas padės žmonijai ne tik geriau suprasti pasaulio sandarą, bet ir pasiekti kokybinį mokslo ir technologijų proveržį.
