ساختار هسته اتم یکی از اساسی ترین مسائل علم مدرن است. آزمایش های مداوم در این زمینه به دانشمندان این امکان را داده است که نه تنها با دقت بالایی تعیین کنند که اتم چیست، بلکه به طور فعال از دانش به دست آمده در صنایع مختلف و در ساخت جدیدترین سلاح ها استفاده کنند.
مسئله ساختار همه چیز در این سیاره از زمان های بسیار قدیم مورد توجه دانشمندان بوده است. بنابراین، حتی در یونان باستان، برخی از دانشمندان معتقد بودند که ماده در ساختار خود یکی و غیرقابل تقسیم است، در حالی که مخالفان آنها اصرار داشتند که ماده قابل تقسیم است و از کوچکترین ذرات - اتم ها تشکیل شده است، بنابراین خواص اجسام مختلف بسیار با یکدیگر متفاوت است.
پیشرفتی در مطالعه ساختار مولکول ها در قرن هجدهم رخ داد، زمانی که M. V. لومونوسوف، ال. لاووازیه، د. دالتون، آووگادرو پایه‌های نظریه اتمی-مولکولی را پایه‌ریزی کردند که بر اساس آن همه چیز در طبیعت از مولکول‌ها تشکیل شده است و آنها نیز به نوبه خود از مولکول‌ها ساخته شده‌اند.ذرات تقسیم ناپذیر - اتمهایی که برهمکنش آنها با یکدیگر خواص اساسی برخی از مواد را تعیین می کند.
مرحله جدیدی در مطالعه ساختار مولکول ها و اتم ها در پایان قرن نوزدهم آغاز شد، زمانی که ای. رادرفورد و تعدادی دیگر از دانشمندان اکتشافاتی کردند که در نتیجه ساختار اتم و هسته اتم در نوری کاملاً جدید ظاهر شد. بنابراین، معلوم شد که اتم به هیچ وجه یک ذره تقسیم ناپذیر نیست، برعکس، از اجزای حتی کوچکتر تشکیل شده است - هسته و الکترون هایی که در مدارهای پیچیده در اطراف آن حرکت می کنند. خنثی بودن کلی اتم به این نتیجه رسید که الکترون هایی که بار منفی دارند باید توسط عناصر دارای بار مثبت متعادل شوند. همانطور که بعداً مشخص شد، چنین عناصری واقعاً وجود دارند: آنها ذرات ɑ یا پروتون نامیده شدند.
دانش علمی مدرن نشان می دهد که ساختار هسته اتم بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که حتی صد سال پیش به نظر می رسید. بنابراین، امروزه مشخص شده است که هسته یک اتم نه تنها شامل پروتون ها، بلکه ذراتی است که بار ندارند - نوترون ها. پروتون ها و نوترون ها با هم نوکلئون نامیده می شوند. از آنجایی که جرم یک نوترون تنها 0.14 درصد بیشتر از جرم یک پروتون است، این تفاوت معمولاً در محاسبات نادیده گرفته می‌شود.
اندازه هسته بین 10-12 و 10-13 سانتی متر است در عین حال با وجود اینکه بیش از 95 درصد جرم اتم در هسته متمرکز شده است، اندازه خود اتم است. صد هزار بار بزرگتر از اندازه هسته است.
پایهویژگی های کمی که ساختار هسته اتم را مشخص می کند را می توان از جدول تناوبی D. I استخراج کرد. مندلیف همانطور که می دانید تعداد پروتون های هسته برابر با مجموع الکترون هایی است که به دور آن می چرخند و مطابق با شماره سریال جدول عناصر است. برای فهمیدن تعداد نوترون ها، باید شماره سریال را از جرم کل عنصر کم کرد و به یک عدد کامل گرد کرد. موادی که در آنها تعداد پروتون‌ها یکسان است، اما تعداد نوترون‌ها متفاوت است، ایزوتوپ نامیده می‌شوند.
یکی از مهم ترین سؤالات دانشمندانی که ساختار هسته را مطالعه کردند، سؤال نیروهای نگهدارنده پروتون ها بود، زیرا با داشتن بار یکسان، آنها باید دفع کنند. مطالعات نشان داده اند که فاصله بین پروتون ها در هسته آنقدر کم است که دافعه بین آنها به سادگی رخ نمی دهد. علاوه بر این، بیون‌ها که بین پروتون‌ها قرار دارند، به برهمکنش نزدیک و جذب دائمی پروتون‌ها به یکدیگر کمک می‌کنند.
ساختار هسته اتم هنوز مملو از رازهای بسیاری است. حل آنها نه تنها به بشریت برای درک بهتر ساختار جهان کمک می کند، بلکه باعث پیشرفت کیفی در علم و فناوری می شود.
