Modern Nükleer Fizik

                                                        Modern Nükleer Fizik

Sıvı damla modelinde kütle numarasına göre genel bağlanma enerjisi eğiliminin yanı sıra nükleer fisyon fenomeni içeren çekirdeklerin birçok özelliğini çıkarmak mümkündür. Fakat bu klasik resim üzerine büyük ölçüsü Maria Goeppert-Mayer tarafından gerçekleştirilen ve nükleer kabuk kullanımı olarak tanımlanan kuantum mekaniğinin de etkisi vardır. Çekirdekte proton ve nötronlar belirli numaralara göre (bunlar 2.8.20.28) dizilmiştir çünkü onların kabukları doludur.

Çekirdek için diğer karmaşık modellerde öne sürülmüştür. Örneğin; etkileşen bozon modeli, bu modele göre nötron ve proton çiftleri bozonlar gibi etkileşimdedir. Bu Cooper elektron çiftlerine benzer.

Mevcut fizik araştırmalarının çoğu yüksek spin uyarma enerjisi gibi uç koşullarla da ilgilidir. Çekirdekler aynı zamanda farklı şekillere, farklı nötron ve proton oranlarına sahip olabilirler. Uzmanlar, hızlandırıcıdan çıkan iyon ışınlarını kullanarak, yapay füzyon ya da nükleon transfer reaksıyonları oluşturabilir. Daha yüksek enerjiler ile yüksek sıcaklıkta çekirdek oluşturmak için kullanılabilir.

Nükleer Bozunum:

Seksen elementin bozunmada gözlenmeyen en az bir kararlı izotopu vardır 254 izotop içerisinde. Fakat bununla birlikte binlerce izotopun kararsız olduğu karakterize edilmiştir. Bu radyo izotoplar haftalarca, yıllarca, milyonlarca ve hatta trilyonlarca yıl gibi değişen zaman ölçeklerinde bozunabilirler.

Çekirdeğin kararlılığı içindeki nötron ve proton oranı ya da dengeli düştüğü zaman en yükseğe ulaşır, çok az ya da çok fazla nötron bozunmaya neden olabilir. Örneğin beta bozunmasıyla nitrojen atomu (7 proton, 9 nötron ) oksijen atomu ( 8 proton, 8 nötron ) birkaç saniye içerisinde dönüşür. Bu element başka bir elemente yeni protonlar elde ettikçe dönüşür. Radyoaktif elementlerdeki alfa bozunmalar, helyum yayarak ya da başka verilen bir elementte bozunur. Bu işlem bozunmanın diğer türlerinde de sabit bir element oluşana kadar birkaç adım boyunca devam eder.

Gama bozunmasında, çekirdek uyarılmış bir durumdan daha düşük enerji haline gama ışını yayarak bozunur. Bu süre boyunca bu element başka bir elemente dönüşmez.

Diğer farklı bozunmalarda mümkündür ( ana yazıya bakınız ). Örneğin iç dönüşüm bozunmasında, uyarışmış bir çekirdek elektronları yüksek hızlı üreten bir işlemde atomun içyapısındaki orbitali çıkarmak için kullanılabilir, ancak bu beta bozunması değildir ve başka bir elemente dönüşmez.