核物理
物理学的这个分支涉及原子核的结构和不稳定原子核的辐射。比原子小约10，000倍，原子核，质子和中子的组成粒子，被核力强烈地吸引，以至于核能大约比典型的原子能大1，000，000倍。量子理论是理解核结构所必需的。
像激发原子一样，不稳定的放射性原子核(无论是天然存在的还是人工产生的)都可以发射电磁辐射。高能核光子称为伽马射线。放射性原子核还发射其他粒子：负电子和正电子(β射线)，伴随着中微子，以及氦原子核(α射线)。
核物理学的一个主要研究工具涉及使用粒子束(例如质子或电子)作为射弹对核目标。检测反冲粒子和任何由此产生的核碎片，并分析其方向和能量，以揭示核结构的细节并了解有关强力的更多信息。一个弱得多的核力，即所谓的弱相互作用，是发射β射线的原因。核碰撞实验使用高能粒子束，包括那些被称为介子工厂的加速器中的初级核碰撞产生的称为介子的不稳定粒子束。质子和中子之间的介子交换是强力的直接原因。
在放射性和导致核解体的碰撞中，只要核电荷发生变化，核目标的化学特性就会改变。在裂变和聚变核反应中，不稳定的原子核分别分裂成较小的原子核或合并成较大的原子核，其能量释放远远超过任何化学反应的能量释放。
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