この記事は
英語版の対応するページ を翻訳することにより充実させることができます。 （2023年12月 ） 翻訳前に重要な指示を読むには右にある[表示]をクリックしてください。
英語版記事を日本語へ機械翻訳したバージョン （Google翻訳）。 万が一翻訳の手がかりとして機械翻訳を用いた場合、翻訳者は必ず翻訳元原文を参照して機械翻訳の誤りを訂正し、正確な翻訳にしなければなりません。これが成されていない場合、記事は削除の方針G-3 に基づき、削除される可能性があります。 信頼性が低いまたは低品質な文章を翻訳しないでください。もし可能ならば、文章を他言語版記事に示された文献で正しいかどうかを確認してください。 履歴継承 を行うため、要約欄 に翻訳元となった記事のページ名・版について記述する必要があります。記述方法については、Wikipedia:翻訳のガイドライン#要約欄への記入 を参照ください。翻訳後、{{翻訳告知 |en|Atomic nucleus|…}}をノート に追加することもできます。 Wikipedia:翻訳のガイドライン に、より詳細な翻訳の手順・指針についての説明があります。
原子核 （ げんしかく 、（ 英 :atomic nucleus ）は、単に核 （ かく 、（ 英 :nucleus ）ともいい、電子 と共に原子 を構成している。原子の中心に位置する核子 の塊であり、正の電荷 を帯びている。核子は、基本的には陽子 と中性子 から成っているが、通常の水素 原子（軽水素）のみ、陽子1個だけである。陽子と中性子の個数、すなわち質量数 によって原子核の種類（核種 ）が決まる。
原子核の質量を半経験的に説明する、ヴァイツゼッカー＝ベーテの質量公式 （原子核質量公式、他により改良された公式が存在する）がある。
原子核は原子と比べて非常に小さく、例えば最も小さい水素の原子核（陽子）の大きさはおよそ半径× 10−15 m × 10−15 mfm [ 1] 斥力 （電磁気力 ）を受ける。この斥力に打ち勝って原子核を安定に存在させているのは、中性子の作用である。陽子、中性子の核子間には中間子 を媒介した核力 が引力として働き、これが電磁気的反発力に打ち勝って原子核を安定化させている。
その他の原子では、原子核の半径r はその質量数A のほぼ1 / 3 3乗根 に比例することが知られており、定式化すると
r = r 0 A 3 {\displaystyle r=r_{0}{\sqrt[{3}]{A}}} となる。ここで、r 0 r 0 =± 0.1)× 10−15 m[ 2]
原子核の安定性は、陽子、中性子の数と深く関わっており、特に原子核を安定にさせる魔法数 と呼ばれる数が存在することがメイヤー とイェンゼン によって発見され、2人はこの法則を元に殻模型 （シェルモデル ）などの仮説を提唱した[ 3] 液滴モデル 、集団運動模型 などの研究でわかってきている。
全ての核種の中で最も安定な原子核は、ニッケル の同位体 の1つニッケル62 （陽子28個、中性子34個）の原子核である[ 4] [ 5]
原子核の存在が理論的に提唱されたのは、1901年 のジャン・ペラン [ 6] 1903年 の長岡半太郎 [ 7] アーネスト・ラザフォード が1911年 に実験的に原子核の存在を確認し[ 8]
ラザフォードは1914年 に、重い原子核ではα線 を接近させてもクーロン力 によって弾き返されてしまうが、軽い原子核では原子核かα粒子いずれかの破壊が起こるのではないかと考え、1917年 から1919年 にかけて、様々な条件下で空気に対してα線を当て、ZnS のシンチレーション を利用して破壊の影響で生ずる可能性のある粒子 を発見しようと試みた結果、水素 の原子核、すなわち陽子 を発見した[ 9] 窒素 の原子核に当たった際に
He 2 4 + N 7 14 ⟶ O 8 17 + H 1 1 {\displaystyle {\ce {{}^4_2He + {}^14_7N -> {}^17_8O + {}^1_1H}}} と言う核反応 によって生ずるものである。この結果を受けてラザフォードは、翌1920年 にロンドン王立協会 に於いて行なった講義の中で、原子核を構成する粒子には陽子の他に陽子とほとんど同じ質量で中性の粒子が存在すると予想した[ 10]
その12年後、ジェームズ・チャドウィック によってラザフォードの予想通り中性子 が発見され[ 11] [ 12] ドミトリー・イワネンコ は原子核の構造についての従来の見解を改変し、「原子核の中には中性子と陽子だけが含まれており、電子は存在しない」という説を提唱した[ 13] ヴェルナー・ハイゼンベルク もこれを支持し、以後の原子核理論の方向性を決める事になったと言われる彼の3部作の論文『原子核の構造について1〜3（Über den Bau der Atomkerne I-III）』[ 14] [ 15] [ 16] [ 17] [ 18]
Nagaoka, H. (December 5, 1903). “Motion of particles in an ideal atom illustrating the line and band spectra and the phenomena of radio-activity [スペクトル線と放射能做を表示すべき原子内分子の運動]” . Tokyo Sugaku-Butsurigakukwai Kiji-Gaiyo 2 (7): 92-107. doi :10.11429/subutsugaiyo1903.2.92 . ISSN 2185-2685 . OCLC 898487755 . https://doi.org/10.11429/subutsugaiyo1903.2.92 . Rutherford, Ernest (April 1911). “The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom [物質によるα粒子とβ粒子の散乱と原子の構造]” . Philosophical Magazine 21 (125): 669–688. doi :10.1080/14786440508637080 . ISSN 1478-6435 . LCCN 2003-249007 . OCLC 476300855 . https://www.chemteam.info/Chem-History/Rutherford-1911/Rutherford-1911.html . Rutherford, E. (1919). “Collisions of alpha Particles with Light Atoms. IV. An Anomalous Effect in Nitrogen.” . F. R. S. . 6th series (The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science) 37 (581). https://web.lemoyne.edu/~giunta/rutherford.html . Rutherford, E. (June 3, 1920). “Bakerian Lecture: Nuclear Constitution of Atoms” . Proc. Roy. Soc. A 97 (686): 374-400. doi :10.1098/rspa.1920.0040 . https://web.lemoyne.edu/~giunta/ruth1920.html . Chadwick, James (February 27, 1932). “Possible Existence of a Neutron” . Nature 129 (3252): 312. Bibcode : 1932Natur.129Q.312C . doi :10.1038/129312a0 . ISSN 0028-0836 . OCLC 263593080 . https://www.chemteam.info/Chem-History/Chadwick-neutron-letter.html . Chadwick, J. (May 10, 1932). “The Existence of a Neutron” . Proc. Roy. Soc., A 136 (830): 692-708. doi :10.1098/rspa.1932.0112 . https://www.chemteam.info/Chem-History/Chadwick-1932/Chadwick-neutron.html . Iwanenko, D.D. (28 May 1932). “The neutron hypothesis”. Nature 129 (3265): 798. Bibcode : 1932Natur.129..798I . doi :10.1038/129798d0 . Ambarzumian V. , Iwanenko D. (1930). Les électrons inobservables et les rayons . Paris: Compt. Rend. Acad. Sci. Paris. pp. 582. “[Astrophysics]” Ambarzumian V. — a life in science51 . London: Springer . (2008). pp. 280—293. doi :10.1007/s10511-008-9016-6 . Heisenberg, W. (January 1932). “Über den Bau der Atomkerne. I [原子核の構造について 1]”. Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei Springer-Verlag ) 77 (1-2): 1–11. Bibcode : 1932ZPhy...77....1H . doi :10.1007/BF01342433 . ISSN 0044-3328 . OCLC 884174965 . Heisenberg, W. (March 1932). “Über den Bau der Atomkerne. II [原子核の構造について 2]”. Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei Springer-Verlag ) 78 (3–4): 156–164. Bibcode : 1932ZPhy...78..156H . doi :10.1007/BF01337585 . ISSN 0044-3328 . OCLC 884174965 . Heisenberg, W. (September 1933). “Über den Bau der Atomkerne. III [原子核の構造について 3]”. Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei Springer-Verlag ) 80 (9–10): 587–596. Bibcode : 1933ZPhy...80..587H . doi :10.1007/BF01335696 . ISSN 0044-3328 . OCLC 884174965 . Fewell, M. P. (20 January 1994). “The atomic nuclide with the highest mean binding energy” (PDF ). Am. J. Phys. College Park, MD :AAPT 63 (7): 653-658. Bibcode : 1995AmJPh..63..653F . doi :10.1119/1.17828 . ISSN 0002-9505 . LCCN 2007-233687 . OCLC 41666673 . http://www.physics.smu.edu/scalise/quarknet2008/FewellAJP000653.pdf . https://www.researchgate.net/publication/352262244_Neutron_to_be_Tightly_Bound_Proton-Electron_Pair_and_Nucleus_to_be_Constituted_by_Protons_and_Internal_Electrons
https://www.researchgate.net/publication/358009569_Neutron_is_the_Tightly_Bound_Proton-Electron_and_the_nucleus_is_constituted_by_proton_and_internal_electrons
Jammer, Max (October 1989). The Conceptual Development of Quantum Mechanics . History of Modern Physics, 1800-1950. 12 (2 Sub ed.). Los Angeles ,Calif .: Tomash Publishers. p. 71. ASIN 0883186179 . ISBN 978-0883186176 . NCID BA07734469 . LCCN 89-6639 . OCLC 19517065 Miller, A. I. (October 27, 1995). Early Quantum Electrodynamics: A Sourcebook . Cambridge : Cambridge University Press . ASIN 0521568919 . ISBN 0521568919 . NCID BA26783610 . OCLC 37591062 Fernandez, Bernard; Ripka, Georges (September 28, 2012). “Nuclear Theory After the Discovery of the Neutron” . Unravelling the Mystery of the Atomic Nucleus: A Sixty Year Journey 1896 — 1956 . New York : Springer. ASIN 1461441803 . ISBN 9781461441809 . NCID BB15541741 . OCLC 812016927 . ASIN B00AK9N5KI . https://books.google.com/books?id=4PxRBakqFIUC&pg=PA263 Mayer, Maria Goeppert ; Jensen, J Hans D (February 23, 2013) [1955]. Elementary Theory of Nuclear Shell Structure . Literary Licensing, LLC. ASIN 1258591200 . ISBN 978-1258591205 . OCLC 537631 
