How big is 氯原子核?

氯原子核是氯原子的中心部分，含有 17 个质子；构成天然氯的两种同位素分别含有 18 个或 20 个中子。较常见的氯-35 的原子核直径约为 6.7 飞米，这一数值是其电荷半径的两倍。一飞米是十亿分之一米的百万分之一（10⁻¹⁵ 米）。

大小

原子核没有明确的边界，因此其大小用电荷半径来表示，即电荷分布的平均半径。国际原子能机构（IAEA）的核半径数据表给出氯-35 的电荷半径为 3.365 飞米。2026 年报告的一项更精确测量，利用了以缪子——一种比电子更重的粒子——取代电子的原子，得到 3.333 飞米的结果。这两个数值都使原子核的直径约为 6.7 飞米。

同一种元素中，中子数不同的原子互称同位素。氯-37 比氯-35 多两个中子，但其原子核的直径只比后者宽不到 1%。地球上的氯，约四分之三是氯-35。

和大多数含 15 个以上质子的原子核一样，氯原子核中的中子数多于质子数。质子之间因带同种电荷而相互排斥，多出的中子则有助于强核力把原子核维系在一起。

大小比较

氯-35 原子核的宽度约为单个质子（约 1.7 飞米宽）的四倍。
它的宽度约为氦原子核（约 3.4 飞米）的两倍。
铀原子核所含的质子和中子数是它的 6.8 倍，但直径不到它的两倍。
在氯气分子中，两个氯原子的原子核相距 0.199 纳米，约为单个原子核宽度的 3 万倍。一纳米是十亿分之一米。
如果把这两个原子核放大到篮球那么大，它们之间的距离约为 7 千米。

捕捉来自太阳的中微子

氯-37 原子核曾被用来探测来自太阳的中微子——一种几乎能穿过任何物质的粒子。极少数情况下，中微子撞上氯-37 原子核，会把其中一个中子变成质子，原子核因此变成放射性的氩-37，其半衰期为 35 天，也就是一半样本发生衰变所需的时间。

20 世纪 60 年代，雷蒙德·戴维斯在南达科他州的一座金矿里，放置了一个装有 615 吨四氯乙烯（一种常见清洁剂）的储罐。里面约含有 2×10³⁰ 个氯-37 原子，也就是 2 后面跟 30 个零。到 1994 年，他一共提取出约 2000 个氩原子，比预期的少。戴维斯因这项工作分享了 2002 年诺贝尔物理学奖。