Protonska i neutronska kombinacija

Yuánzě zhōng suǒyǒu de zhízě hé zhōng zě jiéhé qělái jiù xíngchéngle yīgè hěn xiˇo de yuánzěhé, tāmen yīqě yě kěyě bèi chēng wèi hézé. Yuánzāhé de bànjìng yuē děngyú 1.07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézě de zǒngshù. Yuánză bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncă yuánzăhé de bànjìng yuăn yuăn xiăoyú yuánză de bànjìng. Héză bèi néng zài duăn jùlí shàng qă zuòyòng de cánliú qiánglì shùfù zài yīqă. Dāng jùlí xiăoyú 2.5Fm de shíhòu, qiánglì yuľn yuândàyújìng diànlì, yīncī tā nénggòu kèfú dài zhèng diàn de zhízě jiān de xiānghù páichì. Tóng zhǒng yuánsù de yuánzá dài yǒu xiāngtóng shùliàng de zhíză, zhège shù yě bèi chēng zuò yuánzù xùshù. Ér duìyú mǒu zhǒng tèdìng de yuánsù, zhōng ză shù shì kěyě biànhuà de, zhè yě jiù juédìngle gāi yuánză shì zhè zhǒng yuánsù de nă yī zhǒng tóngwèisù. Zhíză shùliàng hé zhōng ză shùliàng juédìngle gāi yuánză shì zhè zhǒng yuánsù de nă yī zhǒng hé sù. Zhōng ză shù juédìngle gāi yuánzá de wěndìng chéngdù, yīxiē tóngwèisù nénggòu zìfā jìnxíng fàngshèxìng shuāibiàn. Zhōng zě hé zhízě dōu shì fèi mězi de yī zhǒng, gēnjù liàngzì lìxué zhōng de pào lì bù xiāng róng yuánlā, bù kěnéng yǒu wánquán xiāngtóng de lihng gè fèi mèi z zóngshí yǒngyǒu yīyàng liàngzó wùlī tài. Yīncě, yuánzāhé zhōng de měi yīgè zhíză dōu zhànyòng bùtóng de néng jí, zhōng zě de qíngkuàng yě yă că xiāngtóng. Bùguò pào lì bù xiāng róng yuánlì bìng méiyǒu jìnzhā yīgè zhíză hé yīgè zhōng zě yǒngyǒu xiāngtóng de liàngzì tài. Rúguǒ yīgè yuánzāhé de zhízō shù hé zhōng zō shù bù xiāngtóng, nàme gāi yuánzāhé hěn róngyì fāshēng fàngshèxìng shuāibiàn dào yīgè gèng dī de néng jí, bìngqiě shízé zhízé shù hé zhōng ză shù gèngjiā xiāngjìn. Yīncă, zhíză shù hé zhōng ză shù xiāngtóng huò hěn xiāngjìn de yuánză gèngjiā bù róngyì shuāibiàn. Rán'ér, dāng yuánză xùshù zhújiàn zēngjiā shí, yīnwèi zhízī zhī jiān de páichì lì zēngqiáng, xūyào gèng duō de zhōng zái shh zhěnggè yuánzāhé biàn de wěndìng, suǒyǐ duì shàngshù qūshì yǒu suǒ yyěngxiing. Yīncă, dāng yuánză xùshù dà yú 20 shí, jiù bùnéng zhăodào yīgè zhíză shù yù zhōng zě shù xiāngděng ér yòu wěndìng de yuánzăhéle. Suízhe Z de zēngjiā, zhōng ză hé zhíză de bălì zhújiàn qū yú 1.5. Hé jùbiàn shìyìtú, tú zhōng liōng gè zhízì jùbiàn shēngchéng yīgè bāohán yǒu yīgè zhíză hé yīgè zhōng zī de dāo yuánzíhé, bìng shìfàng chū yīgè zhèng diànzà (diànzà de fănwùzhí) yăjí yīgè diànză zhōng wēi zi. Yă că xiāngfăn de guòchéng shì hé lièbiàn. Rúguǒ hé jùbiàn hòu chănshēng de yuánzāhé zhí liàng xiăoyú jùbiàn qián yuánză zhìliàng de zǒnghé, nàme gēnjù ài yīn sītăn de zhí néng fāngchéng, zhè yīxiē zhìliàng de chà jiù zuòwéi néngliàng bèi shìfàngle. Zhège chābié shíjì shì yuánzāhé zhī jiān de jiéhé néng, duìyú liľng gè yuánzù xùshù zài tiě huò niè zhīqián de yuánzíhé lái shuō. Zài a lìză sănshè shíyàn zhōng, rénmen fāxiàn, yuánzí de zhìliàng jízhōng yú yīgè hěn xiěo qiě dài zhèng diàn de wùzhí zhōng, zhè jiùshì yuánzíhé. Yuánzěhé yě chēng zuò hézě, yóu yuánză zhōng suǒyǒu de zhíză hé zhōng ză zíchéng, yuánzāhé de bànjìng yuē děngyú 1.07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézú de zǒngshù. Yuánză bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncă yuánzăhé de bànjìng yuăn yuăn xiăoyú yuánzú de bànjìng.展ăs949/5000Svi protoni i neutroni u atomu kombinuju se da formiraju vrlo malo nukleus, a zajedno se mogu zvati i nukleoni. Radijus nukleus je približno jednak 1,07×A^1/3 fm, gdje je A ukupan broj nuklei. Red atomskog radijusa je oko 105 fm, tako da je radijus nukleus mnogo manji od radijusa atoma. Jedro je zajedno vezano zaostajanjem jakih sila koje mogu raditi na kratkim udaljenostima. Kada je udaljenost manja od 2,5fm, snaga je daleko veća od elektrostatičke sile, tako da može prevazići međusobnu odbojnost između pozitivno naelektrisanih protona.
Atomi istog elementa imaju isti broj protona, a ovaj broj se naziva i atomski broj. Za određeni element, broj neutrona može da se vari, što određuje koji je izotop elementa atom. Broj protona i neutrona određuje koji je tip elementa atom. Broj neutrona određuje stabilnost atoma, a neki izoti mogu spontano da se podvuku radioaktivnom propadanju. Neutroni i protoni su obje vrste fermiona. Prema Pauli principu isključenja u kvantnoj mehanici, nemoguće je da dva identična fermiona istovremeno imaju isto kvantno fizičko stanje. Stoga svaki proton u nukleusu zauzima drugačiji energetski nivo, a isti je i za neutrone. Ali Pauli-jev princip isključenja ne zabranjuje protonu i neutronu da imaju isto kvantno stanje.
Ako broj protona i neutrona atomskog nukleusa nije isti, onda je nukleus sklon radioaktivnom raspadanju na niži energetski nivo i čini broj protona i neutrona sličniji. Stoga su atomi sa istim ili vrlo sličnim brojem protona i neutrona manje skloni propadanju. Međutim, kada se atomski broj postepeno povećava, jer se odbojna sila između protona povećava, potrebno je više neutrona za stabilizaciju cijelog nukleusa, što utiče na gore navedenog trenda. Stoga, kada je atomski broj veći od 20, ne može se naći stabilno nukleus sa istim brojem protona i neutrona. Kako se Z povećava, omjer neutrona i protona postupno teži 1,5.
Shematski dijagram nuklearne fuzije. Na slici su dva protona fusirana da formiraju deuterijsko nukleus koji sadrži proton i neutron, te su oslobodili pozitron (antimateriju elektrona) i elektron neutrino. Suprotni proces je nuklearna fisija.
Ako je masa atomskog jezgra proizvedena nakon nuklearne fuzije manja od sume atomskih masa prije fuzije, onda se prema Einsteinovom masovno-energetskom jednadžbu, te razlike u masi oslobađaju kao energija. Ova razlika je zapravo vezana energija između jedrili, za dva jedro sa atomskim brojevima prije željeza ili nikla.
U eksperimentu raspršenja alfa čestica, ljudi su otkrili da je masa atoma koncentrirana u maloj i pozitivno naefikasiranoj supstanci, koja je nukleus.
Nukleus se naziva i nukleus i sastoji se od svih protona i neutrona u atomu. Radijus nukleus je približno jednak 1,07×A^1/3 fm, gdje je A ukupan broj nukleona. Red atomskog radijusa je oko 105 fm, tako da je radijus nukleus mnogo manji od radijusa atoma.