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原子核物理學

       原子核是比原子更深一個層次的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。原子核物理學是研究原子核的性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部運動、內(nèi)部激發(fā)狀態(tài)、衰變過程、裂變過程以及它們之間的反應過程的學科。

       在原子核被發(fā)現(xiàn)以后，科學家們曾經(jīng)以為原子核是由質(zhì)子和電子組成的。1932年，英國科學家查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，這才使人們認識到原子核可能具有更復雜的結(jié)構(gòu)。

       質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，中子不帶電，質(zhì)子帶正電荷，因此質(zhì)子間存在著靜電排斥力。萬有引力雖然使各核子相互吸引，但在兩個質(zhì)子之間的靜電排斥力比它們之間的萬有引力要大萬億億倍以上。所以，一定存在第三種基本相互作用——強相互作用力。人們將核子結(jié)合成為原子核的力稱為核力，核力來源于強相互作用。從原子核的大小以及核子和核子碰撞時的截面估計，核力的有效作用距離力程約為一千萬億分之一米。

       原子核主要由強相互作用力將核子結(jié)合而成，當原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或原子核之間發(fā)生反應時，要吸收或放出很大的能量。一些很重的原子核（如鈾原子核）在吸收一個中子以后，會裂變成兩個較輕的原子核，同時放出20~30個中子和很大的能量。兩個很輕的原子核也能熔合成一個較重的原子核，同時放出巨大的能量。這種原子核的熔合過程叫作聚變。

       粒子加速器的發(fā)明和裂變反應堆的建成，使人們能夠獲得大量能量較高的質(zhì)子、電子、光子、原子核和大量中子。可以用來轟擊原子核，系統(tǒng)地開展關(guān)于原子核的性質(zhì)及其運動、轉(zhuǎn)化和相互作用過程的研究。

       高能物理研究發(fā)現(xiàn)，核子還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子核結(jié)構(gòu)是一個比原子結(jié)構(gòu)更為復雜的研究領(lǐng)域。目前，關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)，原子核反應和衰變的理論都是模型理論，其中一部分相當成功地反映了原子核的客觀規(guī)律。