Fyzika atómového jadra – jadrová fyzika (nukleárna f.; nucleus –jadro) sa zaoberá zložením a štruktúrou jadier, zákonitosťami jadrových procesov a ich využitím v praxi. Atómové jadro tvorí centrálnu časť atómu. Predstavuje prakticky celú jeho hmotnosť. Rozmery jadra sú rádovo 10 – 15 m (rozmery atómu sú 10 – 10 m). Skladá sa z protónov a neutrónov.
Počet protónov v jadre vyjadruje protónové (atómové) číslo Z≥1 . Súčasne udáva poradové číslo chemického prvku v Mendelejevovej periodickej sústave prvkov. Pomocou protónového čísla určujeme kladný náboj jadra atómu Q + = Z.e; e = 1,602 . 10 – 19 C. Počet neutrónov v jadre udáva neutrónové číslo N.
Nukleónové (hmotnostné) číslo A = Z + N vyjadruje počet nukleónov v jadre. Zloženie jadra je zrejmé zo symbolu kde X je všeobecná značka prvku. Atómy toho istého prvku líšiace sa nukleónovým číslom nazývame izotopy. Izotopy môžeme rozlíšiť alebo oddeliť iba fyzikálnymi vlastnosťami. Hmotnosť jadra atómu s nukleónovým číslom A môžeme určiť mj = A.mu, kde mu = 1,66 . 10 – 27 kg je atómová hmotnostná konštanta, ktorá sa rovná 1/12 pokojovej hmotnosti izotopu uhlíka (s dostatočnou presnosťou môžeme určiť hmotnosť celého atómu ma = A.mu, lebo hmotnosť elektrónového obalu je veľmi malá vzhľadom k hmotnosti jadra). Nukleóny v jadre sú k nemu viazané jadrovými silami, ktoré sú len príťažlivé, krátkodosahové a pôsobia medzi nukleónmi bez ohľadu na ich elektrický náboj. Sú mnohonásobne väčšie, než odpudivé sily spôsobované kladným nábojom protónov. Hmotnosť jadra mj < mj´= Z.mp + N.Mn, kde mp je hmotnosť protónu a mn je hmotnosť neutrónu.
Rozdiel βj= Z.mp + N.Mn - mj nazývame hmotnostný úbytok a Ej = βj.c2 je väzbová energia jadra (je zložkou vnútornej energie telesa). Väzbové energie jednotlivých nuklidov sa navzájom líšia a pre ich porovnanie sa zavádza väzbová energia pripadajúca na jeden nukleón : . Čím je hodnota väčšia, tým ťažšie je rozdeliť dané jadro na jednotlivé nukleóny alebo z neho niektoré nukleóny oddeliť. Najväčšie hodnoty majú prvky s A = 56 (jadro železa má 8,79 MeV). Vysoké hodnoty svedčia o veľkosti jadrových síl, ktoré viažu v jadre nukleóny a to aj napriek silnému elektrostatickému odpudzovaniu kladne nabitých protónov. Príťažlivé sily medzi dvoma nukleónmi majú krátky dosah, rádovo 10 – 15 m. Závislosť väzbovej energie pripadajúcej na jeden nukleón od nukleónového čísla A:
V prírode existuje približne 300 stabilných izotopov chemických prvkov a okolo 1 000 nestabilných, prirodzene i umelo pripravených prvkov. Atómy nestabilných prvkov sú rádioaktívne a nazývame ich rádionuklidy. Rádioaktivitaje jav, pri ktorom sa jadrá nestabilného prvku (rádionuklid) menia na jadrá iného prvku, pričom sa z jadra rádionuklidu uvoľňujú častice. Z historického pohľadu delíme rádioaktivitu na prirodzenú a umelú. Prirodzenú rádioaktivitu objavil v r. 1896 francúzsky fyzik H. Becquerel (bekerel) a preštudovali ju manželia M.Curierová-Sklodowská a P. Curie. Rádionuklidy vyžarujú 3 druhy jaderného žiarenia : α,β,γ. Môžeme ich rozlíšiť na základe ich odklonu v magnetickom poli.
.
Žiarenie α- je prúd jadier atómu hélia He. Častice α majú veľkú kinetickú energiu a silné ionizačné účinky. Vychyľujú sa v elektrickom a magnetickom poli a sú pohltené aj obyčajným listom papiera alebo niekoľkými centimetrami vzduchu. Žiarič α môže byť nebezpečný pri vdýchnutí alebo požití – pôsobí priamo vo vnútri organizmu.
Rozpad α :
β - premena
β - premena je najrozšírenejší proces jadrovej premeny. Pojem β premena zahŕňa elektrónovú β - - premenu, pozitrónovú β + - premenu .
Pri β - - premene sa z jadra emitujú elektróny (ktoré nie sú súčasťou jadra!), vznikajúce vnútri jadra tým, že sa premieňa neutrón na protón, elektrón a antineutríno podľa rovnice:
Elektróny majú veľkú energiu (až 10 MeV), pohybujú sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla. Vychyľujú sa v elektrickom aj magnetickom poli a sú pohlcované tenkým plechom.
β + - premenumôžeme vyjadriť:
(pri premene vzniká pozitrón)
γ- žiarenia - elektromagnetického žiarenia malej vlnovej dĺžky. Je najprenikavejšie, možno ho zoslabiť silnou vrstvou železobetónu. Nevychyľuje sa v elektromagnetickom poli, neexistuje samostatne, ale sprevádza žiarenie α alebo β.
V r. 1934 Irena a Joliot Curie pozorovali jadrovú premenu pri umelo vytvorených, bežne v prírode sa nevyskytujúcich nestabilných izotopoch. Stabilné jadrá ostreľovali -časticami alebo neutrónmi a tým vytvorili prebytok buď protónov alebo neutrónov v jadre. Takto vzniknuté nestabilné jadrá sa ďalej samovoľne premieňajú - tento jav bol nazvaný umelá rádioaktivita. Podľa súčasných poznatkov neexistuje zásadný rozdiel medzi prirodzenou a umelou rádioaktivitou pretože vlastnosti izotopov nezávisia od spôsobu, akým izotop vznikol.
Rádioaktívne procesy sú náhodné procesy a riadia sa štatistickými zákonmi. Preto na popis rádioaktívnej premeny potrebujeme zaviesť aj niektoré štatistické veličiny.
Počet nerozpadnutých jadier N rádionuklidu v čase t udáva zákon rádioaktívneho rozpadu :N = No . e – λt ; No je počet jadier v čase t = 0 s; λ- premenná konštanta;
Polčas premeny (rozpadu) T je doba, za ktorú sa premení polovica pôvodného počtu jadier :
Každý rádionuklid je charakterizovaný istým polčasom premeny a rozpadovou konštantou. Pre rádionuklid až 1 600 rokov.
Počet rádioaktívnych premien za jednu sekundu udáva aktivita žiariča A. Jednotkou aktivity je becquerel (Bq); zodpovedá 1 premene za jednu sekundu. Aktivita rádionuklidu sa s časom zmenšuje: A(t) = Ao . e – λt ; A(t) je aktivita žiariča v čase t, Ao je aktivita v čase 0 s.
Použitá literatúra :
Vladimír Lank, Miroslav Vondra : Fyzika v kocke pre SŠ
kde X je všeobecná značka prvku. Atómy toho istého prvku líšiace sa nukleónovým číslom nazývame izotopy. Izotopy môžeme rozlíšiť alebo oddeliť iba fyzikálnymi vlastnosťami. Hmotnosť jadra atómu s nukleónovým číslom A môžeme určiť mj = A.mu, kde mu = 1,66 . 10 – 27 kg je atómová hmotnostná konštanta, ktorá sa rovná 1/12 pokojovej hmotnosti izotopu uhlíka 
(s dostatočnou presnosťou môžeme určiť hmotnosť celého atómu ma = A.mu, lebo hmotnosť elektrónového obalu je veľmi malá vzhľadom k hmotnosti jadra). Nukleóny v jadre sú k nemu viazané jadrovými silami, ktoré sú len príťažlivé, krátkodosahové a pôsobia medzi nukleónmi bez ohľadu na ich elektrický náboj. Sú mnohonásobne väčšie, než odpudivé sily spôsobované kladným nábojom protónov. 
. Čím je hodnota 
väčšia, tým ťažšie je rozdeliť dané jadro na jednotlivé nukleóny alebo z neho niektoré nukleóny oddeliť. Najväčšie hodnoty 
majú prvky s A = 56 (jadro železa má 
8,79 MeV). Vysoké hodnoty 
svedčia o veľkosti jadrových síl, ktoré viažu v jadre nukleóny a to aj napriek silnému elektrostatickému odpudzovaniu kladne nabitých protónov. Príťažlivé sily medzi dvoma nukleónmi majú krátky dosah, rádovo 10 – 15 m.
až 1 600 rokov.