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用人工的方法使原子核发生变化，是研究原子核结构及变化规律的有力武器。确定原子核的组成有赖于质子和中子的发现。
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核而发现了质子，这个变化的核反应方程：
144171N He O H7281
1932年，查德威克用α粒子轰击铍原子核而发现了中子，这个变化的核反应方程是：
94121Be He C n4260
通过以上实验事实，从而确定了原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子。某种元素一个原子的原子核中质子与中子的数量关系为：
质子数=核电荷数=原子序数 中子数=核质量数-质子数
具有相同质子数不同中子数的原子互称为同位素，利用放射性同位素可作“示踪原子”，用其射线可杀菌、探伤、消除静电等。
1、2、6、核能 ①核能
原子核的半径很小，其中质子间的库仑力是很大的。然而通常的原子核却是很稳定的。这说明原子核里的核子之间一定存在着另一种和库仑力相抗衡的吸引力，这种力叫核力。
从实验知道，核力是一种强相互作用，强度约为库仑力的确100倍。核力的作用距离很短，只在2.0 10
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m的短距离内起作用。超过这个距离，核力就迅速减小到零。质子和中子
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的半径大约是0.8 10m，因此每个核子只跟它相邻的核子间才有核力的作用。核力与电荷无关。质子和质子，质子和中子，中子和中子之间的作用是一样的。当两核子之间的距离为
0.8~2.0fm时，核力表现为吸力，在小于0.8fm时为斥力，在大于10fm时核力完全消失。
②质能方程
爱因斯坦从相对论得出物体的能量跟它的质量存在正比关系，即
E mc2
这个方程叫做爱因斯坦质能方程，式中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量。如果物体的能量增加了△E，物体的质量也相应地增加了△m，反过来也一样。△E和△m之间的关系符合爱因斯坦的质能方程。
E m c2
③质量亏损
原子核由核子所组成，当质子和中子组合成原子核时，原子核的质量比组成核的核子的总质量小，其差值称为质量亏损。用m表示由Z个质子、Y个中子组成的原子核的质量，用mP和
mn分别表示质子和中子的质量，则质量亏损为： m ZmP Ymn m
④原子核的结合能和平均结合能
由于核力将核子聚集在一起，所以要把一个核分解成单个的核子时必须反对核力做功，为此所需的能量叫做原子核的结合能。它也是单个核子结合成一个核时所能释放的能量。根据质能关系式，结合能的大小为：
E m c2
原子核中平均每个核子的结合能称为平均结合能，用N表示核子数，则：
E
平均结合能=N