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让科学变得简单:什么是原子核?

2021-07-07 09:49     美国能源部 原子 原子核

1911 年,欧内斯特·卢瑟福 (Ernest Rutherford) 发现每个原子的核心都有一个原子核。原子核由带正电的质子和带电中性的中子组成。它们由已知的最强基本力(称为强力)保持在一起。原子核仅占 原子体积的0.01% 以下 ,但通常占原子质量的99.9% 以上 。

物质的化学性质是由包裹着原子核的带负电的电子决定的。电子数通常与原子核中的质子数相匹配。一些原子核是不稳定的,可能会经历放射性衰变,最终通过光子的发射(伽马衰变)、电子或正电子的发射或捕获(β 衰变)、氦原子核的发射(α 衰变)或组合达到稳定状态这些过程中。大多数原子核是球形或椭圆形的,但也存在一些奇异的形状。当被其他粒子撞击时,原子核会振动和旋转。有些是不稳定的,会分裂或改变质子和中子的相对数量。

关于核的事实

典型的一粒沙子包含超过 1000 万万亿个原子核。这是自宇宙诞生以来的秒数的 100 倍。

原子核占总原子质量的 99.9994% 以上,但占原子体积的不到十亿分之一。

所有的原子核都具有大致相同的密度。如果月球被粉碎到相同的密度,它就会适合洋基体育场。

美国能源部科学办公室:对原子核研究的贡献

美国能源部科学办公室核物理办公室支持研究以了解所有形式的核物质。这项研究包括在宇宙中子星合并中形成重核的机制。它还包括揭示原子核在自然状态下以前未知的特性,以用于医学、商业和国防方面的重要应用。另一个研究领域是根据原子核内部的质子和中子的数量精确了解原子核的结构。其他研究侧重于将原子核加热到早期宇宙的温度,以了解它们是如何从当时存在的夸克胶子汤中凝聚出来的。

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