原子核

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原子核
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ヘリウム原子の模式図。中心部の4つの球体からなる塊が原子核。周りを回っているのは電子である。大きさは正しくなく、実際の原子核はずっと小さい。
組成 陽子中性子
相互作用 弱い相互作用
強い相互作用
電磁相互作用
重力相互作用
反粒子 反原子核
理論化 ジャン・ペラン(1901年)
発見 アーネスト・ラザフォード(1911年)
電荷 +e×陽子の個数

原子核(げんしかく)は、単に(かく)ともいい、電子と共に原子を構成している。原子の中心に位置し核子の塊であり、正電荷を帯びている。核子は、通常の水素原子(軽水素)では陽子1個のみ、その他の原子では陽子と中性子から成る。陽子と中性子の個数によって原子核の種類(核種)が決まる。

原子と比べて原子核は非常に小さく、たとえば最も小さい水素の原子核(つまり陽子)の大きさはおよそ半径 10-15 m = 1 fmである。より重い原子核ではその質量数のほぼ1/3乗に比例して大きな半径を持つが、大きなもの、たとえばでも10 fm を下回る。水素原子核以外では、その狭い空間に正電荷をもった陽子が複数存在するため、互いに大きな斥力電磁気力)を受ける。この斥力に打ち勝って原子核を安定に存在させているのは、中性子の作用である。陽子、中性子の核子間には中間子を媒介した核力が引力として働き、これが電磁気的反発力に打ち勝って原子核を安定化させている。

原子核の質量を半経験的に説明する、ヴァイツゼッカーベーテの半経験的質量公式(原子核質量公式、他により改良された公式が存在する)がある。

原子核の安定性は、陽子、中性子の数と深く関わっており、特に原子核を安定にさせる数(魔法数)が存在する(殻模型シェルモデルを参照)。ただし、最近の不安定核の研究によって極端に中性子過剰な核などではこれまで知られてきた魔法数の系列が消失することがわかってきた(液滴モデル集団運動模型などを参照)。

全ての核種の中で最も安定な原子核は、ニッケル62(陽子28個、中性子34個)の原子核である[1][2]

出典[編集]

  1. ^ M. P., Fewell (7 1995). “The atomic nuclide with the highest mean binding energy”. American Journal of Physics 63 (7): 653-658. doi:10.1119/1.17828. http://adsabs.harvard.edu/abs/1995AmJPh..63..653F 2008年2月17日閲覧。. 
  2. ^ R. Nave, Carl (2005年). “The Most Tightly Bound Nuclei” (English). Hyperphysics. ジョージア州立大学(Georgia State University). 2008年2月17日閲覧。

関連記事[編集]