Що таке ядерні сили і їх сутність

Ми знаємо, що ядра будь-яких атомів складаються з протонів і нейтронів. При цьому протони несуть на собі позитивний електричний заряд. Однак ще ми знаємо, що однойменні заряди відштовхуються один від одного. Притягуються протилежні заряди, саме тому електрони обертаються навколо ядер. Їх притягує позитивний заряд протонів в ядрі.

Чому протони не розлітаються з ядра
Виникає питання: чому ж тоді протони, володіючи однойменними зарядами, утримуються разом? Адже вони повинні відштовхуватися один від одного і розлітатися. Що їх тримає? Може бути гравітаційні сили? Гравітаційні сили набагато слабкіше електромагнітних, тому не в змозі утримувати разом частинки. Тобто, сила гравітаційного тяжіння частинок внаслідок їх малого розміру набагато менше сили їх електромагнітної взаємодії, в даному випадку відштовхування.

Природа ядерних сил
Очевидно, що існують якісь інші сили, що перевершують електромагнітні. Виявилося, так і є. Нуклони в ядрі утримуються особливими, так званими « ядерними » силами. Природа ядерних сил така, що вони діють на дуже невеликій відстані.

Коли відстань між частинками дорівнює 10 ^ -15 м, ядерні сили перевершують по величині електромагнітні в сто разів. Проте вже на відстані 10 ^ -14 м величина ядерних сил стає мізерно малою і не здатної скільки-небудь істотно впливати на частинки.

Тобто радіус дії ядерних сил порівняємо з розмірами самих частинок. Частки в ядрі утримуються дуже міцно, але частки того ж заряду, що знаходяться поза ядра, вже дуже і дуже сильно відштовхуються. Саме тому ядра атомів, а відповідно, хімічні та фізичні властивості речовин досить стійкі, і «перетворити » одна речовина в інше майже завжди дуже проблематично.

Чому алхіміки не змогли перетворити ртуть в золото
Завдання створення золота штучним шляхом з інших речовин, над якою століттями билися алхіміки, залагодити. Для цього необхідно до ядер знаходиться поруч із золотом в періодичній таблиці речовини додати або відняти деяку кількість нуклонів. Тобто, змінити ядро так, щоб отримати атоми золота.

Потрібно подолати електромагнітні сили для зближення частинок на відстань достатню, щоб почали діяти ядерні сили, або ж навпаки, подолати ядерні сили, щоб віддалити частинки на відстань, коли ядерні сили вже не діють, і частки відштовхуються електромагнітними силами.

Однак для цього потрібно таку величезну кількість енергії на подолання електромагнітних та ядерних сил, як у випадку синтезу ядер, так і у випадку їх розподілу, що отримання золота таким способом стає абсолютно недоцільним. Лише в надрах зірок при неймовірних температурах можливі подібні процеси, так як там достатньо енергії.

Посилання на основну публікацію