Ճաառագայթաակտիվություն: Ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա: Ատոմի միջուկի կա-ռուցվածքը:

            Ճաառագայթաակտիվության էությունը կայանում է որ որոշ նյութեր օժտված են ինք-նակամ, առանց արտաքին գործոնների ազդեցության, ճառագայթելու հատկությամբ: Ճառա-գայթման ուժգնությունը որոշվում է միայն նյութի քանակով: Մ.կյուրիի առաջարկով ինքնա-կամ ճառագայթման երևույթի անվանել են Ճառագայթաակտիվություն:

            Առաջին նյութերը որոնց ճառագայթաակտիվության երևույթը ուսումնասիրել են եղել են ուրանը, թորիումը, պոլոնիումը, ռադիումը: Ճառագայթման աղբյուրը ատոմի միջուկն է:

անգլիացի ֆիզիկոս, Էռնեստ Ռեզերֆորդ

Որպես α-մասնիկների աղբյուր Ռեզերֆորդն օգտագործեց կապարե գլանի մեջ տեղադրված ռադիումի պատրաստուկ։ Նեղ ճեղքից α-մասնիկների հոսքն ընկնում էր ոսկու մի քանի միկրոն հաստությամբ թիթեղի վրա։ Թիթեղի ետևում դրված էր ցինկի սուլֆիդով պատված էկրանը, որին բախվելով՝ α-մասնիկն առաջ էր բերում առկայծում։

Ռեզերֆորդը չափեց ընկնող փնջի ուղղության նկատմամբ տարբեր անկյունների տակ ցրված α-մասնիկների քանակը։ քանի որ α-մասնիկները մոտ 7350 անգամ ծանր էին էլեկտրոններից և մեծ արագությամբ ընկնում էին ոսկու թիթեղի վրա, ապա էլեկտրոնները չեն կարող էականորեն փոխել դրանց հետագիծը։

α-մասնիկների հետագիծը կարող է փոխել ատոմի դրական լիցքը՝ կուլոնյան վանողությա ուժի պատճառով։ Հավարկների համաձայն՝ այդ ուժն ամենամեծ արժեքն է ընդունում ատոմի գնդի (ատոմի) մակերևույթին, իսկ ատոմի կենտրոնում այն հավասար է 0-ի։

Ռեզերֆորդի փորձերը ցույց տվեցին, որ α-մասնիկների մեծամասնությունն անցնում է թիթեղի միջով՝ առանց փոխազդելու նրա հետ, իսկ ոչ մեծ թվով մասնիկներ շեղվում են մի քանի աստիճանով։ Մեծ անկյունների տակ էկրանին հարվածում էին հատուկենտ α-մասնիկներ։

Ռեզերֆորդը, չակնկալելով դրական արդյունք, այնուամենայնիվ, իր աշխատակիցներից մեկին հանձնարարեց երկրորդ էկրանը տեղադրել թիթեղից առաջ ու չափումներ կատարել։ Պարզվեց, որ թիթեղից ետ թռչող α-մասնիկներ հայտնաբերվել էին։ Ռեզերֆորդի պատկերավոր համեմատությամբ՝ դա հավասարազոր էր նրան, որ 15-դյույմանոց արկով ծխախոտե թղթին կրակելիս արկը, թղթից անդրադառնալով, հարվածեր կրակողին։

Այսպիսով, Ռեզերֆորդը փորձնականորեն հաստատեց, որ α-մասնիկները, բախվելով ոսկու ատոմներին, փոխում են իրենց շարժման ուղղությունը, իսկ դրանց մի փոքր մասը ետ է շպրտվում թիթեղից, այսինքն՝ շեղվում է 90 աստիճանից մեծ անկյունով։ α-մասնիկը կարող է ետ շպրտվել՝ հանդիպելով իրենից զգալի մեծ զագված ունեցող, տարածության փոքր մասում տեղայնացված և դրականորեն լիցքավորված մասնիկի։

Այս արդյուքները բացատրելու համար Ռեզերֆորդը ենթադրեց, որ ատոմի համարյա ողջ զանգվածը տեղադրված է նրա կենտրոնում՝ միջուկում։ α-մասնիկների մեծ մասն անարգել անցնում է ատոմի միջով. այն մասնիկները, որոնք անցնում են միջուկին շատ մոտիկ, շեղվում են իրենց նախնական ուղղությունից, և միայն միջուկին շատ մոտեցած մասնիկներն են ցրվում 90 աստիճանից մեծ անկյուններով։

Ընդհանրացնելով փորձում ստացված արդյունքները՝1911 թվականին Ռեզերֆորդը առաջարկեց ատոմի նոր՝ մոլորակային մոդել։ Ըստ այդ մոդելի՝ ատոմի կենտրոնում գտնվում է միջուկը, որտեղ կենտրոնացված է ատոմի գրեթե ողջ զանգվածը և որը լիցքավորված է դրական լիցքով՝ դրական լիցքավորված մասնիկները պրոտոններն են։ Քանի որ ատոմն էլեկտրաչեզոք է, ուրեմն ատոմում կա պրոտոնների թվին հավասար էլեկտրոն, որոնք պտտվում են միջուկի շուրջը։

         Հակառակ կողմ շեղված փնջի մասնիկները լույսի արագությանը մոտ արագութ-յուններով շարժվող էլեկտրոններ են, որոնք անվանել են բետա-մասնիկներ: Փնջի չշեղ-ված բաղադրիչն անվանել են գամմա-ճառագայթում: Գամմա-ճառագայթումը կարճ ալի-քի երկարությամբ էլեկտրմագնիսական ճառագայթում է:

         Ատոմի միջուկի շառավիղը մոտ 100,000 անգամ փոքր է ատոմի շառավղից։ Չնայած միջուկի այդքան փոքր չափերին՝ դա էական դեր է կատարում։

Միջուկը բաղկացած է առանձին մասնիկներից, որոնք կոչվում են նուկլոններ։ Նուկլոնները երկու տեսակ են՝ պրոտոններ և նեյտրոններ։ Պրոտոնը դրական լիքավորված մասնիկ է, որի զանգվածը 1836 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից։ Պրոտոնի լիցքը հավասար էլեկտրոնի լիցքի մոդուլին՝ $${\displaystyle q_{p}=e=1.6*10^{-19}}

Տարբեր ատոմների միջուկները պարունակում են տարբեր թվով պրոտոններ։ Օրինակ՝ ջրածնի ատոմի միջուկն ունի միայն մեկ պրոտոն, թթվածնի ատոմի միջուկում դրանց թիվը 8 է, իսկ ուրանի միջուկում՝ 92։

Պրոտոնների թիվը միջուկում համընկնում է Մենդելեևի քիմիական տարրերի աղյուսակում տվյալ էլեմենտի կարգաթվի հետ։ Կարգաթվի հետ է համընկնում նաև ատոմում էլեկտրոնների թիվը։ Այսպիսով, միջուկում պրոտոնների թիվը համընկնում է նրա շուրջը շարժվող էլեկտրոնների թվի հետ, այդ պատճառով էլ ընդունված է ատոմում պրոտոնների և էլեկտրոնների թիվը նշանակել նույն Z{\displaystyle Z} տառով․ Z {\displaystyle Z}- պրոտոնների թիվը միջուկում։

A=Z+N

Տվյալ տարրի միջուկում պրոտոնների թիվը հավասար է Մենդելեևի աղյուսակում տարրի Z կարգաթիվ: Նեյտրոնների թիվը միջուկում նշանակում են N տառով: Միջուկի պրոտոն-ների Z թվի և նեյտրոնների N թվի գումարն անվանում են միջուկի զանգվածային թիվ և նը-շանակում A տառով.