Силы, действующие между нуклонами в ядре и обеспечивающие существование устойчивых ядер, называются ядерными силами.
Ядерные силы обладают рядом особых свойств:
1) Эти силы не относятся ни к одному из типов сил, известных в классической физике.
2) Ядерные силы – силы короткодействующие. Расстояние r , на котором действуют ядерные силы, называются радиусом действия ядерных сил ( r = 2*10-15 м).
3) Они обладают свойством зарядовой независимости.
4) У них имеется свойство насыщения: каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов, а не со всеми нуклонами ядра.
5) Ядерные силы не являются центральными силами, в отличие от кулоновских и гравитационных сил.
6) Ядерные силы имеют обменный характер. Это проявляется в том, что силы, действующие между двумя ядерными частицами, рассматриваются как результат обмена между ними некоторой промежуточной частицей( Pi+ - мезоном)
Ядерные силы детально не изучены до сих пор. Законченной теории ядерных сил не существует. Плодотворным методом изучения различных свойств атомного ядра является метод моделей ядра, основанной на внешней аналогии свойств атомных ядер со свойствами других систем, хорошо изученных в физике.
Простейшая капельная модель ядра использует внешнюю аналогию следующих свойств атомного ядра и заряженной положительно капли жидкости:
1) Малый радиус действия ядерных и сил взаимодействия между молекулами в капле жидкости
2) Свойство насыщения ядерных сил и сил взаимодействия между молекулами в капле жидкости
3) Постоянная плотность вещества
4) Существование определенной подвижности частиц – молекул в капле и нуклонов в ядре
5) Энергии притяжения нуклонов в ядре соответствует энергия межмолекулярного притяжения в капле жидкости
6) Молекулы жидкости, находящиеся на ее поверхности, испытывают одностороннее притяжение внутрь жидкости, характеризующее коэффициентом поверхностного натяжения жидкости. Нуклоны, находящиеся на «поверхности» ядра, испытывают одностороннее притяжение внутрь ядра.
Атомное ядро называется устойчивым(стабильность атомного ядра), если его состав не изменяется с течением времени. Соотношение между числом протонов Z и массовым числом А в устойчивом ядре согласно капельной модели
Z = A / (1,98 + 0,0152/3).