¿Cómo sabemos cuántos protones y neutrones tiene el uranio si no podemos ver el núcleo del átomo para contarlos?

Olvídate del uranio por el momento y haz la misma pregunta sobre el hidrógeno y el oxígeno. Experimentos desde aproximadamente 1800 han demostrado que 4 g de gas hidrógeno reaccionan con 32 g de gas oxígeno para crear 36 g de vapor de agua (gas). Con un poco más de trabajo, con otras reacciones, terminas con “2H_2 + O_2 -> 2H_2O”

Al encontrar reacciones similares para cada uno de los otros elementos, se compilaron listas que clasificaron los elementos en orden ascendente de peso aparente (por ejemplo, señalando que el oxígeno parece ser 16 veces más pesado que el hidrógeno, en lo anterior).

Gradualmente, las listas se refinaron en lo que ahora conocemos como la tabla periódica de elementos. El hidrógeno aparece en la posición número uno en la tabla y el oxígeno en la posición número 8. Esto finalmente fue confirmado por un aparato de rayos X para significar que el hidrógeno tiene un protón (y por lo tanto no tiene neutrones); y el oxígeno tiene 8 protones (y, por lo tanto, 8 neutrones).

Encontrar reacciones en las que participa el uranio permite que también se le aplique el mismo proceso.

Podemos hacerlo midiendo los espectros de rayos X de los elementos. Esta técnica experimental fue desarrollada por Moseley a principios del siglo XX. Ver: ley de Moseley – Wikipedia

Al medir los espectros de rayos X podemos encontrar el número atómico Z, es decir, el número de protones.

Al ionizar el átomo y dejarlo volar a través de un campo magnético, podemos determinar su masa (el átomo será desviado por la Fuerza de Lorentz … cuanto más masivo sea, menos se desviará).

Conociendo la masa podemos determinar también el número total de nucleones (protones y neutrones)