atoomkern

Atoomkern is de compacte kern van een atoom die zich in het atoomcentrum bevindt en vrijwel alle massa bevat. Ze bestaat uit twee typen deeltjes: protonen, die positief geladen zijn, en neutronen, die elektrisch neutraal zijn. Het aantal protonen bepaalt het chemische element (het atoomnummer Z), terwijl het totaal van protonen en neutronen het massagetal A aangeeft en daarmee het aantal nucleonen in de kern. De kern wordt bijeengehouden door de sterke kernkracht, die op zeer korte afstand sterker werkt dan de elektrische afstoting tussen protonen.

Kernen kunnen stabiel zijn of radioactief. Stabiliteit hangt af van de verhouding N/Z en van kwantummechanische eigenschappen van nucleonen. Isotopen zijn kernen met hetzelfde Z maar een verschillend N. Radioactieve kernen ondergaan verval zoals alfaverval (uitstoot van een heliumkern), betaverval (uitstoot van elektron of positron) en soms gamma-straling. De bindingsenergie per kern, ook wel binding energy per nucleon genoemd, geeft aan hoe stevig de kern gebonden is en bepaalt mede de energiewinsten bij kernreacties.

Kernmodellen, zoals het Schilmodel en het Vloeistof-druppelmodel, bieden verklaringen voor stabiliteit, binding en verdeling van nucleonen. Het concept van magische getallen beschrijft bijzondere, extra stabiele configuraties. Kernreacties zoals fission en fusion veranderen A en/of Z en komen vaak met aanzienlijke energie vrij; de grootte ervan kan worden verklaard met binding en massa-defect.

Toepassingen en belang: kernkunde is cruciaal voor kernenergie, medische beeldvorming en radiotherapie, en speelt een rol in astronomie en de vorming van elementen via nucleosynthese. Onderzoeksgebieden gebruiken methoden als massaspectrometrie, kernspectroscopie en deeltjesbotsingen om de structuur en eigenschappen van atoomkernen te bestuderen.