A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Az atomok tömegének legnagyobb része egy, az atom térfogatához képest igen kis méretű, pozitív töltésű atommagban koncentrálódik. Az atommag átmérője néhányszor 10−15 m, ami az atom méretének tízezred része. A Rutherford-féle szórási kísérlet eredménye vezette végül Ernest Rutherfordot és Niels Bohrt egy olyan atommodellhez, amelyben a pozitív töltésű pici, de nehéz magot a negatívan töltött elektronok felhője veszi körül. A magban levő protonok száma adja az atom rendszámát, amely semleges atom esetén megegyezik a mag körül keringő elektronok számával. Mivel az elektronszám határozza meg a kémiai viselkedést, ezért az azonos protonszámú magok kémiai szempontból nagyon hasonlóan viselkednek, a protonszám határozza meg azt, hogy valami milyen kémiai elem (például hidrogén vagy vas). Az atommagban levő nukleonok (proton+neutron) teljes száma adja az atom tömegszámát.
Amikor a fizikusok az atommag szerkezetét kezdték vizsgálni, azzal a problémával találták magukat szemben, hogy bár a magban lévő protonok a Coulomb-erő miatt nagy erővel taszítják egymást, az atommag mégis stabil állapotban van. E problémának csak egy megoldása van, a természetben léteznie kell még egy igen rövid hatótávolságú, de nagyon intenzív erőhatásnak, amely az elektromos taszítást kompenzálja. Ez a magerő.
A fizikában általában akkor mondjuk egy rendszerre, hogy ismerjük, ha létezik egy többé-kevésbé minden tulajdonságát megmagyarázó modellünk. Az atommag esetében azonban a modellezés kivételesen nehéz:
- az atommagban jelenlevő részecskék száma 1 és 250 között mozog. Statisztikusan nem lehet tárgyalni, mert ahhoz nagyon kevés részecskénk van, az elméleti mechanika viszont már a háromtest-problémát sem tudja egzaktul megoldani.
- a magerők egzakt formája ismeretlen
Természetesen léteznek különböző modellek, amik jól magyarázzák a mag egyes tulajdonságait.
Atommagok tulajdonságai
Tömege
Az atommag tömegét atomi tömegegységben (jele: U vagy ATE) a következő összefüggés adja meg:
Az atommag nukleonokból épül fel, melyeket a töltésfüggetlen erős nukleáris kölcsönhatás tart össze. Az összetett mag tömege mindig kisebb, mint az azt alkotó részecskék tömege külön-külön. Az előálló tömegdefektus vagy tömeghiány:
- Δm = Z·Mp + (A−Z)Mn − M(AZX)
A tömeghiánynak (tömegdefektusnak) megfelelő (kötési) energia tartja össze az atommagot. Értéke a Weizsäcker-féle empirikus összefüggésből állapítható meg.
Sűrűsége
Az atommagok sűrűsége állandó, kémiai elemektől és izotópoktól függetlenül. Az atommag sűrűsége magas érték, 1014 g/cm3, ami megfelel 108 tonna/cm3-nek. Mivel az atommag sűrűsége állandó, ezért a térfogata a tömegszámmal egyenesen arányosan, míg sugara annak köbgyökével arányosan változik.
Magerő
Földi viszonyok között állandó struktúra az atommag, amelyet a nukleáris kölcsönhatás alakít ki. Két m tömegű nukleon között fellépő magerő hatótávolsága: b = h/2πmc
Mérete
A nukleon (proton vagy neutron) átmérője kb. 1 fm (= 10−15 m). Az atommag alakja közelíthető gömbbel, így az atommagok méretének számítására tapasztalati összefüggést alkalmazunk:
ahol
- R a mag sugara
- A a tömegszám,
- és 1,2 fm.
A mag sugara 0,005%-a (1/20 000) az atom sugarának. A mag sűrűsége olyan nagy, hogy egy liternyi maganyag tömege körülbelül 200 000 000 000 tonnát nyomna. A kompakt neutroncsillagokat teljes egészében nukleonok alkotják, sűrűségük tehát megegyezik az atommagéval.
Atommagok csoportosítása
Felépítésük szerint
- izotóp: azonos protonszám, eltérő neutronszám (például: 11H és 21H)
- izotón: azonos neutronszám, eltérő protonszám (például: 21H és 32He)
- izobár atommagok: azonos nukleonszám, eltérő protonszám (például: 146C és 147N)
- izomer magok: a rendszám és a tömegszám is azonos, csak a mag energiaállapotában van különbség
Stabilitás szerint
- stabil magok (1)
- olyan atommagok, amelyeknél radioaktivitást nem tapasztaltak
- kb. 271 ilyen atommagot ismerünk
- például: 12C, 14N, 16O
- elsődleges természetes radionuklidok (2)
- olyan természetes radioaktív magok, amelyek megtalálhatóak a Naprendszer keletkezése óta
- felezési idejük nagyon hosszú
- 26 ilyen mag ismert
- Például: 238U (T=4,47·109 év), 40K (T=1,28·109 év), 87Rb (T=4,8·1010 év)
- másodlagos természetes radionuklidok
- Olyan magok, amelyek (2) keletkezése révén bomlanak
- Felezési idejük nagyon rövid, a Naprendszer keletkezése óta nem találhatóak meg
- 38 ilyen mag ismert
- Például: 226Ra (T=1600 év), 234Th (T=24,1 nap)
- Indukált természetes radionuklidok
- állandóan keletkeznek a kozmikus sugárzás hatására
- 10 ilyen mag ismert
- Például: ³H (T=12,3 év), 14C (T=5730 év)
- mesterséges radionuklidok
- emberi tevékenység során keletkeztek, a természetben nincsenek számottevően jelen
- 2000 ilyen mag ismert
- Például: 60Co, 137Cs, 24Na
További információk
- Horváth Ákos: Egzotikus atommagok szerkezete, PDF
- Az atommag szerkezete
- Bódizs Dénes: Atommagsugárzások méréstechnikái. Typotex Kiadó, 2006. ISBN 963-9664-31-6
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.