Atomkjernen

Atomkjernen er kjernen i et atom og består av protoner og nøytroner. Den ligger i atomets sentrum og er omgitt av elektroner som befinner seg i elektronskyen rundt kjernen. Kjernen er svært liten sammenlignet med atomets totalstørrelse, men har en enorm tetthet og en diameter som typisk følger 1,2 femtometer ganger A^(1/3).

Protoner gir kjernen positiv ladning. Antallet protoner, Z, bestemmer atomnummeret og identiteten til atomet, mens antallet nøytroner N gir massen. Totalt er A = Z + N kjernens massetal. Protoner og nøytroner kalles sammen nukleoner. Den positive ladningen fører til elektrostatiske frastøtninger mellom protonene, men den sterke kjernekraften holder kjernen sammen over korte avstander.

Bindingenergi per nukleon beskriver kjernens stabilitet. Bindingen oppnås gjennom sterke krefter mellom nukleonene, som virker over omtrent femtometer, og formidles i modeller som den flytende dråpemodellen og kjernelignende skalletmodell. Kjernen har strukturer som magiske tall som gir ekstra stabilitet for visse Z og N. Størrelsen defineres av radius r ≈ 1,2 fm × A^(1/3).

Historisk har atomkjernen spilt en sentral rolle i utviklingen av kjernefysikken. Rutherford oppdaget kjernen i 1911 gjennom gullfolieeksperimentet, Chadwick oppdaget nøytronet i 1932, og fisjon ble oppdaget i 1938 og forklart av Meitner og Frisch i 1939. Kjernen er grunnlaget for vår forståelse av kjernefysiske reaksjoner og har viktige anvendelser innen energi, medisin og industri.