Aatomituum

Z, N ja A

aatomnumber Z on prootonite arv ja määrab elemendi. neutronite arv on N ning massiarv A=Z+N.

Isotopes on sama Z, kuid eri N. Ioniseerimisel muutub elektronide arv, mitte tuum.

Tuuma raadius

Empiiriliselt R≈r₀A^(1/3), kus r₀≈1,2 fm. raadius kasvab A kuupjuurega, mitte proportsionaalselt nukleonide arv'iga.

²⁰⁸Pb korral A^(1/3)≈5,9 ja R≈7,1 fm; ¹⁶O korral R≈3,0 fm.

Ligikaudu konstantne tihedus

Kui R∝A^(1/3), siis ruumala∝A. Ka mass on ligikaudu proportsionaalne A-ga, seega on paljude tuumad keskmine tihedus sarnane.

See on kooskõlas tugev vastastikmõju'i lühikese ulatuse ja saturation'iga.

tugev vastastikmõju ja Coulomb

tugev vastastikmõju seob lähedasi nukleonid, samal ajal kui prootonid tõukuvad electric Coulomb force'i tõttu.

Raskemates stabiilne tuumad'des on tavaliselt proportsionaalselt rohkem neutroneid, sest neutronid lisavad tuumaseos'ut ilma proton-proton repulsion'it suurendamata.

seos energia ja massidefekt

Bound tuum mass on väiksem kui eraldi vabade nukleonid masside summa. Mass difference vastab seos energia'le: E_b=Δmc².

seoseenergia nukleoni kohta aitab võrrelda tuumad stabiilsust ja on lõhustumine/tuumasüntees energia vabanemine'i mõistmise alus.

kvantstruktuur

tuumad'del on diskreetsed energiatasemed, spinn ja paarsus. kihiefektid ning paaristumine põhjustavad eriti stabiilseid konfiguratsioone ja kõrvalekaldeid lihtsast vedelikutilga mudel'ist.

Empiiriline raadius ei tähenda teravat tahket pinda; tuuma density muutub kvantmehaaniliselt lõpliku paksusega pinnapiirkond'is.

Kuidas raadius't mõõdetakse

tuuma size saadakse näiteks elektronhajumine'ust, muonic atoms mõõtmistest ja reaktsiooniandmed'st. Mõõdetav laengujaotus ei ole täpselt sama kui neutronaine jaotus.

R≈r₀A^(1/3) on üldine empiiriline trend; exotic halo-tuumad võivad sellest märgatavalt kõrvale kalduda.

Lahendatud näide