Modele jądra atomowego Od modeli jądrowych oczekujemy w szczególności wyjaśnienia: a) stałej gęstości materii jądrowej, b) zależności /A od A, c) warunków trwałości nuklidów, d) obserwowanych wartości spinów, parzystości, momentów elektromagnetycznych, e) pochodzenia i roli wyróżniających się (dużych) energii wiązania dla niektórych jąder, f) występowania liczb magicznych.

a) model silnego sprzężenia, np. model kroplowy - oddziaływania między cząstkami w jądrze są tak silne, że ich ruchy są całkowicie skorelowane; b) model cząstek niezależnych, np. model gazu Fermiego oraz model powłokowy - oddziaływania między cząstkami w jądrze można sprowadzić do niezależnego oddziaływania każdej z nich z pewnym uśrednionym potencjałem. Modele jądra atomowego

N/Z = 1  1,6 Ścieżka stabilności

bliskie nieparzystej liczbie całkowitej przy A parzystym bliskie parzystej liczbie całkowitej przy A parzystym

Model kroplowy jądra nie wyjaśnia zjawisk, w których przejawiają się kwantowe cechy jąder, np. widm jąder wzbudzonych, istnienia spinów jądrowych, momentów magnetycznych itp.

Energia potencjalna nukleonu w modelu Fermiego (określana też mianem potencjału) opisana jest sferycznie symetryczna funkcją V(r), przy czym V(r) = –V 0 dla r<R oraz V(r) = 0 dla r  R a właściwie V(r) =  dla r  R Innymi słowy jądro jest układem swobodnych cząstek o spinie ½, zamkniętych w kuli o promieniu R, przy czym brzeg kuli jest nieprzenikalny dla tych cząstek.

W jądrze występują dwa rodzaje cząstek – neutrony i protony – stąd jądro to układ dwóch niezależnych od siebie gazów Fermiego.

Dla nukleonu o T = 35 MeV

Mechanizm powstawania studni energetycznej dla protonu będącej superpozycją potencjału kulombowskiego i jądrowego.

Dla A = 200 Dla A = 20

Model gazu Fermiego uzasadnia potrzebę uwzględnienia energii asymetrii w półempirycznym wzorze Weizsäckera na masę jądra.

Zależność gęstości materii jądrowej  oraz potencjału Woodsa-Saxona V od odległości od środka jądra r.

Stany energetyczne opisywane: są obsadzane przez 2(2l+1) nukleonów danego rodzaju. Mnożnik 2 uwarunkowany jest liczbą wartości magnetycznej liczby kwantowej spinu (s) nukleonu 2s+1=2 (s=1/2)

Jeśli dodatkowo uwzględnimy, energię oddziaływania spin-orbita to

Zbliżony do rzeczywistości obraz stosunków energetycznych w modelu powłokowym. Poziomy neutronowe jądra z N=80; R i a są parametrami potencjału Woodsa-Saxona.

Spiny i parzystość stanów jądrowych przewidywane przez model powłokowy jądra atomowego Konfiguracja nukleonów w jądrze.