二、原子核的组成

核能是在原子核发生变化的过程中释放出来的，在介绍核能之前，需要知道原子核的组成．

我们知道，原子核是很小的．小小的原子核是不是也有它的内部结构呢？19 世纪和 20 世纪之交，物理学中的一个重大发现是电子的发现，它把人们带入了原子内部的世界．世纪之交的另一个重大发现是放射性现象的发现，它进一步把人们带入了原子核内部的世界．

放射性现象 科学家们发现，铀（U）、钋（Po）、镭（Ra）等元素能够放出射线．这种射线能够穿透黑纸，使照相底片感光，就像光线可以使照相底片感光一样．那么，放出的射线究竟是什么呢？

■图 14—4 在强磁场中射线分成三束

人们让射线通过很强的磁场，看看它有什么反应，以此来考察它的性质，如图 14—4 所示，把一小块放射性物质放在铅盒里，留有一个通道让射线射出，外面加有强磁场．人们发现射线分成了三束．其中两束向相反方向偏转，说明这两束射线是由带电粒子组成，而且带有异种电荷．另一束不偏转，说明这束射线是中性的．

偏转较小的那一束，叫做α射线，由带正电的α粒子组成，α粒子所带正电荷是电子电荷的两倍，α粒子的质量大约等于氦原子的质量．研究表明，α粒子就是氦原子核．

偏转较大的那一束，叫做β射线，研究表明，β射线是高速运动的电子流．

不偏转的那一束，叫做γ射线，是一种波长很短的电磁波．

这三种射线都有穿透物质的本领，其中γ射线的穿透本领最强，甚至能穿透水泥墙和薄钢板．由于穿透本领强，所以可利用γ射线来检查金属材料内部有没有砂眼和裂缝，用来检查金属板的厚度．还可利用射线照射种子，使农作物增产．射线还可用来检查和医治恶性肿瘤．

过量的射线照射对人体有伤害作用．在利用放射线时，要注意射线的防护，用玻璃板、铅板等把放射性物质与人体隔离开．要防止放射性物质泄漏，以避免对水源、空气和工作场所造成污染．

原子核的组成 α粒子就是氦核，它是从质量较大的某些元素的原子核中放出的．β射线虽然是电子流，但进一步研究表明，它并不是来自核外电子，而是原子核发生某种变化时产生的．放射性现象给我们带来的信息是：小小的原子核也有内部结构．

现在已经确定原子核是由质子和中子组成的．质子带正电荷，电量跟电子电荷相等，质子的质量大约是电子的 1836 倍．中子不带电，质量跟质子的质量几乎相同．

氢（H）原子核的结构最简单，氢原子核就是质子，核外有一个电子．氦

（He）原子核由两个质子和两个中子组成，核外有两个电子．锂（Li）原子核由三个质子和四个中子组成，核外有三个电子．铍（Be）原子核由四个质子和五个中子组成，核外有四个电子，等等（图 14—5）．

■图 14—5 原子和原子核结构示意图

你学过元素周期表将会知道，原子核内质子的个数叫做核的电荷数， 它等于该元素的原子序数；质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该

元素原子量的整数部分．

原子核内没有电子，怎么又会放出电子而产生β射线呢？原来，原子核内放出的电子是原子核内发生某种核反应时产生的．在这种反应中，一个中子变成一个电子和一个质子．

■图 14—5 原子和原子核结构示意图