Основное развитие ядерная физика получила в XX веке. Именно в 1896 году, была случайно открыта «радиоактивность» ученым Антуаном Анри Беккерелем, во время его исследования фосфоресценции в солях урана.
Что за термин «радиоактивность» ? Радиоактивность — это способность атома, самопроизвольно излучать различные частицы. В дальнейшем британский ученый Эрнест Резерфорд начал изучение частиц и выделил три основные группы этих частиц:
- «Альфа» — т.е. несущие «положительный» заряд.
- «Бета» — т.е. несущие «отрицательный» заряд.
- «Гамма» — т.е. несущие «нейтральный» заряд.
Он обнаружил их с помощью определенного опыта: в цилиндрический сосуд был помещен радиоактивный уран, а у выхода из этого сосуда стоял магнит и частицы выходя из этого сосуда, имея заряд, отклонялись по трем траекториям:
- Одни имели траекторию направленную к положительной части магнита.
- Вторые же к отрицательной части магнита.
- Третьи вовсе не меняли свое направление.
В дальнейшем Резерфорд провел еще один опыт, на этот раз по рассеиванию альфа частиц. Примерно этот опыт можно описать так: радиоактивное вещество было помещено в цилиндр, а выход был направлен в сторону микроскопа, что давало возможность увидеть альфа частицы и их небольшие отклонения от прямолинейной траектории полета. Далее Резерфорд поместил на пути движения этих частиц лист фольги из того же материала, что и вещество в цилиндре и увидел, что некоторые частицы отклоняются от своей траектории на 120-180 градусов, а некоторые частицы также доходили до микроскопа.
Тем самым он пришел к выводу, что вокруг частиц в атоме существует магнитное поле.
Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов, а ядро, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов. Другими словами из нуклонов. Все эти частицы являются элементарными.
Рассмотрим протон, открытый Резерфордом в 1913 году: это элементарная частица имеет положительный заряд и имеет массу примерно один а.е.м.
Именно эта теоретическая основа способствовала дальнейшему развитию этой науки.