atomkärnans

Atomkärnan är den tätt packade kärndelen i atomen och består av protoner och neutroner, tillsammans kallade nukleoner. Antalet protoner i kärnan, Z, anger vilket grundämne atomen tillhör, medan massantalet A (summan av protoner och neutroner) bestämmer kärnans isotopiska egenskaper.

Kärnan är ungefär 1 femtometer i diameter och innehåller nästan all atomens massa. Den hålls ihop av den starka kärnkraften, som verkar över mycket korta avstånd mellan närliggande nukleoner. Protonerna repellerar via Coulombs kraft, men den starka kraften övervinner repulsionen i kärnans inre.

Bindningen i kärnan märks som bindningsenergi; för många kärnor är den ungefär 8 MeV per nukleon. Massdefekten mellan sammanfogade nukleoner och kärnan ger upphov till denna energi. Kärnans struktur och stabilitet beskrivs ofta med modeller som shell-model (kärnskalet) och den flytande drop-modellen, samt med semi-empiriska massformeln.

Kärnor kan vara stabila eller radioaktiva. De genomgår olika typer av radioaktivitet, såsom beta- och alfa-sönderfall, eller gamma-sönderfall, samt kan delta i kärnreaktioner som fission och fusion under lämpliga förhållanden.

Historiskt visade Rutherford 1911 att atomen har en liten, tät kärna, och Chadwick 1932 upptäckte neutronen, vilket förklarade kärnans massa och byggstenar. Idag studeras kärnans struktur och reaktioner inom energi, medicin och grundforskning.