Ядра состоят из нуклонов (протоны и нейтроны) и других частиц.

Нуклоны (от лат. nucleus – ядро) – общее наименование для протонов и нейтронов, из которых построены все атомные ядра.

Нуклиды, общее название атомных ядер, отличающихся числом протонов, нейтронов. Условно каждый химический элемент (нуклид) записывается как , где М – массовое число, Z – заряд ядра или порядковый номер элемента.

Нуклиды с одинаковым числом в ядре химического, элемента протонов и разным количеством нейтронов называются изотопами.

Термин изотопы следует применять только в тех случаях, когда речь идет об атомах одного и того же элемента. Например, изотопы урана , , , изотопы углерода и . Когда речь идет об атомах различных элементов (включая изотопы), рекомендуется использовать термин нуклиды.

НУКЛИДЫ – разновидности атомов с данным массовым числом и атомным номером. Например, смесь нуклидов , , , , , .

• Протон (от греч. protos – ядро) – относительно стабильная элементарная частица с положительным зарядом, равным заряду позитрона и массой ~ 1836 m_е (m – масса электрона). Вместе с нейтронами протоны образуют атомные ядра всех химических элементов, при этом число протонов в ядре равно атомному номеру данного элемента и, следовательно, определяет место элемента в периодической системе Д.И. Менделеева. Среднее значение жизни протона более 1030 лет.

• Позитрон – элементарная частица, которая по массе равна массе электрона, но имеет положительный заряд, равный по величине отрицательному заряду электрона.

• Нейтрон – электрически нейтральная элементарная частица с массой ~ 1840 mе, незначительно превышающей массу протона. Среднее время жизни нейтрона в свободном состоянии (вне ядра) ~ 15,3 мин. При слабом взаимодействии в ядре нейтрон может превратиться в протон через бета – распад с выбросом электрона (условно заряд равен минус единице) и антинейтрино.

Если просуммировать массы протонов и нейтронов в атомном ядре (масса протона 1,007277 АЕМ, нейтрона – 1,086652 АЕМ), то обнаружится, что эта сумма больше массы ядра, в состав которого они входят. Данное явление получило название ДЕФЕКТА МАССЫ ∆М. Дефект массы всех известных ядер – положительная величина. Дефект массы, переведенный в эквивалентную энергию, согласно знаменитому уравнению Эйнштейна Е = ∆М*С², где С – скорость света, дает значение энергии, выделяемой при синтезе ядра данного нуклида из протонов и нейтронов. Такую же энергию необходимо затратить при расщеплении ядра на составляющие его нуклоны. Это определяет понятие энергии связи ядра.

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ (Ес) – это та энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на его составляющие нуклоны или та энергия, которая выделится при объединении протонов и нейтронов в ядро.

Энергия связи измеряется в электрон – вольтах (эВ). Один ЭЛЕКТРОН – ВОЛЬТ – это энергия, которую приобретает электрон, проходя разность потенциалов в один вольт. Так, например, электроны в кинескопе телевизора за счет напряжения по трубке 16000 вольт разгоняются, соответственно, до энергии в 16 кило – электрон – вольт (кэВ) или 0,016 мега – электрон – вольт (МэВ). Один электрон – вольт равен 1,6·10 ^{– 19} джоулей.

Если дефект массы ∆М выражен в атомных единицах массы, то Ес = 931*∆М МэВ.

Величина энергии связи ядра зависит от его массового числа М и меняется от 2,224 миллиона электрон – вольт (МэВ) для дейтерия до сотен МэВ для тяжелых элементов таблицы Менделеева. Сами по себе значения Ес сравнительно невелики, но соотнесем их с энергией химических превращений. При сгорании килограмма самого высококалорийного топлива – водорода, выделяется 1,2·10⁸ джоулей, что в переводе на один атом вещества составит всего лишь 12 эВ. Из сравнения рассмотренных величин видно, что ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ, проявлением которых и является энергия связи, имеют иную природу, нежели силы, определяющие химическое взаимодействие атомов. Ядерные силы в миллионы раз превышают силы химического взаимодействия атомов в молекуле, действуют на коротком расстоянии, не зависят от электрического заряда и определяют взаимодействие между нуклонами в ядре атома. Эти силы являются силами притяжения, компенсируют кулоновское отталкивание протонов в ядре и определяют стабильность или НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ЯДЕР.