Оскільки ядра досить стійкі, то протони й нейтрони повинні втримуватися усередині ядра якимись силами, причому дуже значними. Що це за сили? Напевне можна сказати, що це не гравітаційні сили, які занадто слабкі. Стійкість ядра не може бути пояснена також електромагнітними силами з тієї причини, що між однойменно зарядженими протонами діє електричне відштовхування. А нейтрони позбавлені електричного заряду.

Виходить, між нуклонами в ядрі діють особливі сили. Ці сили назвали ядерними.

Ядерні сили приблизно в 100 разів перевершують електричні сили. Це найпотужніші сили з усіх, якими володіє природа. Тому взаємодії ядерних частинок часто називають сильними взаємодіями.

Стійкість ядер, виділення енергії під час утворення ядра з нуклонів свідчить про те, що ядерні сили аж до деякої відстані є силами притягання. Однак починаючи з деякої відстані між нуклонами, сили притягання замінюються силами відштовхування.

Інша важлива особливість ядерних сил — їх короткодіючий характер. Електромагнітні сили порівняно повільно убувають відповідно до відстані. Ядерні сили помітно проявляються лише на відстанях, що дорівнюють за величиною розмірам ядра (10-12 – 10-13 см). Ядерні сили — це, так би мовити, «богатир з дуже короткими руками».

У ядерній фізиці введено особливу одиницю довжини — фермі.

1 фм = 10-15 м.

Нейтрон починає притягуватися до протона, перебуваючи від нього на відстані, меншій за 2 фм. На відстані, меншій за 0,4 фм, діють потужні сили відштовхування між ними. За відстані між нуклонами всього 4,2 фм ядерні сили знехтувано малі.

2. Радіоактивність

Навесні 1896 р. французький фізик А. Беккерель зробив ряд повідомлень про виявлення ним нового виду випромінювання (з часом його назвали радіоактивним), що випускають солі урану. Численні контрольні досліди показали, що причиною засвічування була не фосфоресценція, а саме уран, у якій би хімічній сполуці він не перебував.

Розпочатий подружжям П. і М. Кюрі систематичний пошук нових радіоактивних речовин і вивчення властивостей їх випромінювання підтвердили здогад Беккереля про те, що радіоактивність уранових сполук пропорційна числу атомів Урану, що містяться в них.

Ø Радіоактивність — здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання.

Хімічні елементи, яким притаманна радіоактивність, називаються радіоактивними елементами.

3. Види радіоактивного випромінювання

1899 року Резерфорд, вивчаючи іонізувальну здатність радіоактивного випромінювання, виявив, що воно неоднорідне й складається із двох частин, які він назвав α- і β-променями.

Йому вдалося довести, що α-промені є потоком ядер атомів Гелію. Того ж року А. Беккерель довів, що β-промені є потоком електронів.

1900 року французький фізик П. Віллард установив, що до складу радіоактивного випромінювання входить і третя складова, яку він назвав у -променями. Вивчення γ-променів показало, що вони являють собою електромагнітні хвилі, довжина яких менше, ніж у рентгенівських променів. Таким чином, було встановлено, що радіоактивне випромінювання складається з α-, β- і γ-променів.

1903 р. Е. Резерфорд і його співробітник Ф. Содді вказали нате, що явище радіоактивності супроводжується перетворенням одного хімічного елемента в інший, наприклад радію в радон.