Den starka kärnkraften

Hur hålls atomkärnan samman?

En första gissning på svaret till denna frågan är att gravitationen håller samman kärnan.

Protoner och neutroner har en massa och dras därför mot varandra m.h.a. gravitationskraften.

Men om man räknar på detta så inser man snabbt att gravitationskraften är alldeles för svag för att ha någon inverkan på atomkärnan.

Det måste finnas någon annan kraft inom atomkärnan som drar neutroner och protonerna mot varandra och övervinner den elektriska repulsionen.

Och faktum är att det gör det.

Den kraften som håller samman protonerna och neutronerna i atomkärnan kallas för den starka kärnkraften.

Den starka kärnkraften verkar helt enkelt mellan nukleoner i atomkärnan och fungerar som ett slags lim som håller dem samman.

Kraften är betydligt starkare än den elektriska kraften i kärnan men är endast märkbar på väldigt små avstånd.

Detta är anledningen till att vi inte märker av den i vardagslivet. Den har en så kort räckvidd.

Balansgången mellan den starka kraftens attraktion och den elektriska kraftens repulsion gör att endast vissa atomkärnor kan existera.

Atomkärnor med ett visst antal neutroner och ett visst antal protoner.

Nukleonerna i en atomkärna är bundna till varandra. D.v.s. de har en energiskuld, eller en negativ potentiell energi, detta innebär att vi kan definiera begreppet bindningsenergi.

Dividerar man den totala bindningsenergin med antalet nukleoner i kärnan så får man det som kallas för genomsnittlig bindningsenergi per nukleon.

Vi kan tänka på den genomsnittliga bindningsenergin som ett medelvärde på hur mycket energi som krävs per nukleon för att plocka isär atomkärnan.

Hur stor den genomsnittliga bindningsenergin är på nukleon varierar från atom till atom. Detta åskådliggörs i följande graf: