原子核げんしかく

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原子核げんしかく
ヘリウム原子げんししき中心ちゅうしんの4つの球体きゅうたいからなるかたまり原子核げんしかくまわりをまわっているのは電子でんしである。おおきさはただしくなく、実際じっさい原子核げんしかくはずっとちいさい。
組成そせい 陽子ようし中性子ちゅうせいし
相互そうご作用さよう よわ相互そうご作用さよう
つよ相互そうご作用さよう
電磁でんじ相互そうご作用さよう
重力じゅうりょく相互そうご作用さよう
はん粒子りゅうし はん原子核げんしかく
理論りろん ジャン・ペラン(1901ねん
発見はっけん アーネスト・ラザフォード(1911ねん
電荷でんか +e × 陽子ようし個数こすう
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原子核げんしかくげんしかくえい: atomic nucleus)は、たんかくかくえい: nucleus)ともいい、電子でんしとも原子げんし構成こうせいしている。原子げんし中心ちゅうしん位置いちするかくかたまりであり、せい電荷でんかびている。かくは、基本きほんてきには陽子ようし中性子ちゅうせいしからっているが、通常つうじょう水素すいそ原子げんしけい水素すいそ)のみ、陽子ようし1個いっこだけである。陽子ようし中性子ちゅうせいし個数こすう、すなわち質量しつりょうすうによって原子核げんしかく種類しゅるい核種かくしゅ)がまる。

原子核げんしかく質量しつりょうはん経験けいけんてき説明せつめいする、ヴァイツゼッカー=ベーテの質量しつりょう公式こうしき原子核げんしかく質量しつりょう公式こうしきにより改良かいりょうされた公式こうしき存在そんざいする)がある。

おおきさ[編集へんしゅう]

原子核げんしかく原子げんしくらべて非常ひじょうちいさく、たとえばもっとちいさい水素すいそ原子核げんしかく陽子ようし)のおおきさはおよそ半径はんけい 0.8751(61)×10−15 m直径ちょっけいにしてやく 1.75×10−15 m = 1.75 fm)である[1]水素すいそ原子核げんしかく以外いがいでは、そのせま空間くうかんせい電荷でんかった陽子ようし複数ふくすう存在そんざいするため、たがいにおおきな斥力せきりょく電磁気でんじきりょく)をける。この斥力せきりょくって原子核げんしかく安定あんてい存在そんざいさせているのは、中性子ちゅうせいし作用さようである。陽子ようし中性子ちゅうせいしかくあいだには中間子ちゅうかんし媒介ばいかいしたかくりょく引力いんりょくとしてはたらき、これが電磁気でんじきてき反発はんぱつりょくって原子核げんしかく安定あんていさせている。

その原子げんしでは、原子核げんしかく半径はんけい r はその質量しつりょうすう A のほぼ 1/3 、すなわち3じょう比例ひれいすることがられており、定式ていしきすると

となる。ここで、r0定数ていすうであり、そのr0 = (1.3±0.1)×10−15 m である[2]

安定あんていせい[編集へんしゅう]

原子核げんしかく安定あんていせいは、陽子ようし中性子ちゅうせいしかずふかかかわっており、とく原子核げんしかく安定あんていにさせる魔法まほうすうばれるかず存在そんざいすることがメイヤーイェンゼンによって発見はっけんされ、2人ふたりはこの法則ほうそくもとから模型もけいシェルモデル)などの仮説かせつ提唱ていしょうした[3]。ただし、最近さいきん不安定ふあんていかく研究けんきゅうによって極端きょくたん中性子ちゅうせいし過剰かじょうかくなどではこれまでられてきた魔法まほうすう系列けいれつ消失しょうしつすることが、えきしずくモデル集団しゅうだん運動うんどう模型もけいなどの研究けんきゅうでわかってきている。

すべての核種かくしゅなかもっと安定あんてい原子核げんしかくは、ニッケル同位どういたいの1つニッケル62陽子ようし28中性子ちゅうせいし34)の原子核げんしかくである[4][5]

歴史れきし[編集へんしゅう]

映像えいぞう外部がいぶリンク
陽子ようし構造こうぞう視覚しかくした動画どうが - MITマサチュまさちゅセッツ工科大学せっつこうかだいがく))

原子核げんしかく存在そんざい理論りろんてき提唱ていしょうされたのは、1901ねんジャン・ペラン[6]および1903ねん長岡ながおか半太郎はんたろう[7]最初さいしょである。これらのせつはあまり注目ちゅうもくされなかったが、アーネスト・ラザフォード1911ねん実験じっけんてき原子核げんしかく存在そんざい確認かくにん[8]注目ちゅうもくあつめることとなった。

ラザフォードは1914ねんに、おも原子核げんしかくではα線あるふぁせん接近せっきんさせてもクーロンりょくによってはじかえされてしまうが、かる原子核げんしかくでは原子核げんしかくαあるふぁ粒子りゅうしいずれかの破壊はかいこるのではないかとかんがえ、1917ねんから1919ねんにかけて、様々さまざま条件下じょうけんか空気くうきたいしてα線あるふぁせんて、ZnSシンチレーション利用りようして破壊はかい影響えいきょうしょうずる可能かのうせいのある粒子りゅうし発見はっけんしようとこころみた結果けっか水素すいそ原子核げんしかく、すなわち陽子ようし発見はっけんした[9]。この水素すいそ原子核げんしかくは、α線あるふぁせん空気くうきちゅう窒素ちっそ原子核げんしかくたったさい

かく反応はんのうによってしょうずるものである。この結果けっかけてラザフォードは、よく1920ねんロンドン王立おうりつ協会きょうかいいておこなった講義こうぎなかで、原子核げんしかく構成こうせいする粒子りゅうしには陽子ようしほか陽子ようしとほとんどおな質量しつりょう中性ちゅうせい粒子りゅうし存在そんざいすると予想よそうした[10]

その12ねんジェームズ・チャドウィックによってラザフォードの予想よそうどお中性子ちゅうせいし発見はっけんされ[11][12]、この事実じじつけてドミトリー・イワネンコ原子核げんしかく構造こうぞうについての従来じゅうらい見解けんかい改変かいへんし、「原子核げんしかくなかには中性子ちゅうせいし陽子ようしだけがふくまれており、電子でんし存在そんざいしない」というせつ提唱ていしょうした[13]ヴェルナー・ハイゼンベルクもこれを支持しじし、以後いご原子核げんしかく理論りろん方向ほうこうせいめることになったとわれるかれの3さく論文ろんぶん原子核げんしかく構造こうぞうについて1〜3(Über den Bau der Atomkerne I-III)』[14][15][16]基本きほん仮定かていとして採用さいようされることとなった[17][18]

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

出典しゅってん[編集へんしゅう]

参考さんこう文献ぶんけん[編集へんしゅう]

はら論文ろんぶん[編集へんしゅう]


Neutron to be Tightly Bound Proton-Electron Pair and Nucleus to be Constituted by Protons and Internal Electrons https://www.researchgate.net/publication/352262244_Neutron_to_be_Tightly_Bound_Proton-Electron_Pair_and_Nucleus_to_be_Constituted_by_Protons_and_Internal_Electrons

https://www.researchgate.net/publication/358009569_Neutron_is_the_Tightly_Bound_Proton-Electron_and_the_nucleus_is_constituted_by_proton_and_internal_electrons

書籍しょせき[編集へんしゅう]

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]