അണുകേന്ദ്രം

വിക്കിപീഡിയ, ഒരു സ്വതന്ത്ര വിജ്ഞാനകോശം.

ഒരു അണുവിലെ ധനചാർജ്ജുള്ള പ്രോട്ടോണുകളും,ചാർജ്ജില്ലാത്ത ന്യൂട്രോണുകളും അടങ്ങിയതും,അണുവിന്റെ പിണ്ഡം കേന്ദ്രീകരിയ്ക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതുമായ ഭാഗമാണ് അണുകേന്ദ്രം അഥവാ ന്യൂക്ലിയസ്.‌ ആറ്റത്തിലെ ഏറ്റവും സാന്ദ്രത കൂടിയ ഭാഗമാണിത്. അണുകേന്ദ്രത്തിലെ ഘടകങ്ങളായ ന്യൂട്രോണും പ്രോട്ടോണും ഉപാണുകേന്ദ്രകണങ്ങൾ അഥവാ ന്യൂക്ലിയോണുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. 1911-ൽ ആൽഫാ കണങ്ങളുപയോഗിച്ചുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾക്കിടെ ഏണസ്റ്റ് റൂഥർഫോർഡാണ്‌ അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം ആദ്യമായി തെളിയിച്ചത്.

സാധാരണയായി അണുകേന്ദ്രത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ZXA എന്ന ശൈലിയിലാണ്‌. ഇവിടെ Z അണുസംഖ്യയും, A പിണ്ഡ സംഖ്യയും X അണുവിന്റെ പ്രതീകവുമാണ്‌. അണുസംഖ്യയിൽ നിന്ന് പിണ്ഡസംഖ്യ കുറച്ചാൽ ആകെ ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം ലഭിക്കും.

അണുകേന്ദ്രത്തിൽ നടക്കുന്ന മാറ്റങ്ങളെക്കുറിച്ചു പഠിക്കുന്ന ഭൗതികശാസ്ത്രശാഖയാണ്‌ അണുകേന്ദ്രഭൗതികം(Nuclear Physics).

സവിശേഷതകൾ[തിരുത്തുക]

വലിപ്പം[തിരുത്തുക]

ഒരു അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ വ്യാസം 1.6 ഫെംറ്റോമീറ്റർ (1.6 × 10−15 മീറ്റർ) (ഹൈഡ്രജൻ ന്യൂക്ലിയസ്) മുതൽ 16 ഫെംറ്റോമീറ്റർ (യുറേനിയം പോലുള്ള വലിയ അണുക്കളുടെ കേന്ദ്രം) വരെയാണ്‌. ഇത് അണുവിന്റെ വ്യാസത്തിന്റെ പതിനായിരത്തിലൊന്നു മാത്രമാണ്‌.

പിണ്ഡസംഖ്യ A ആയ ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ വ്യാസാർദ്ധം

r_0 \sqrt[3]{A} ഫെർമി ആയിരിക്കും[1] (r0=1.3×10−15മീറ്റർ).

അതായത് കാർബൺ ആറ്റത്തിന്റെ (A =12) ന്യൂക്ലിയസിന്റെ ആരം 3.21×10−15മീറ്ററും യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിന്റെത് (A =238) 8.68×10−15 മീറ്ററും ആയിരിക്കും.

പിണ്ഡം[തിരുത്തുക]

മാസ് സ്പെക്ട്രോഗ്രാഫുപയോഗിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളനുസരിച്ച്,അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെന്റെ പിണ്ഡം അതിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും ആകെ ഭാരത്തെക്കാൾ അല്പം കുറവായിരിക്കും. ഉപാണുകണങ്ങളിൽ നിന്ന് ന്യൂക്ലിയസ് രൂപം കൊള്ളുമ്പോൾ, കുറച്ചു പിണ്ഡം ഊർജ്ജരൂപത്തിൽ നഷ്ടപ്പെടുന്നതാണിതിനു കാരണം. പിണ്ഡത്തിലുള്ള ഈ കുറവ് മാസ് ഡിഫക്ട് എന്നും അതിനു തത്തുല്യമായ ഊർജ്ജം(E=mc2 എന്ന സമവാക്യപ്രകാരം) ബന്ധനോർജ്ജം(Binding Energy) എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. ഇത് ഒരു ന്യൂക്ലിയസിൽ നിന്ന് ഒരു പ്രോട്ടോണിനേയോ ന്യൂട്രോണിനെയോ നീക്കം ചെയ്യാനാവശ്യമായ ഊർജ്ജത്തിനു തുല്യമാണ്‌.

Zmp+Zmn ഉപാണുകണങ്ങളുടെ ആകെ പിണ്ഡവും M അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ പിണ്ഡവുമായാൽ,

മാസ് ഡിഫക്ട്, Δm=Zmp+Zmn -M
ബന്ധനോർജ്ജം = Δmc2

ഓരോ ഉപാണുകണവും പിണ്ഡത്തിന്റെ ഓരോ ഏകകമായി കണക്കാക്കിയാൽ(ഒരു അറ്റോമിക് മാസ് യൂണിറ്റ്- amu) ,അണുവിന്റെ പിണ്ഡസംഖ്യ അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിനു തുല്യമാണെന്നു പറയാം.അതായത് കാർബൺ ആറ്റത്തിന്റെ അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ ഭാരം 12 amu ഉം യുറേനിയം ന്യൂക്ലിയസിന്റേത് 238amu ഉം ആണ്‌.

ചാർജ്ജ്[തിരുത്തുക]

അണുകേന്ദ്രത്തിന്‌ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജാണുള്ളത്.ധന ചാർജ്ജുള്ള പ്രോട്ടോണിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യമാണിതിനു കാരണം.ഒരു പ്രോട്ടോണിന്റെ ചാർജ്ജിന്റെ അളവ് e(=1.6×10−19) ആണ്.അതായത് ന്യൂക്ലിയസിന്റെ ചാർജ്ജ് =Ze .

സാന്ദ്രത[തിരുത്തുക]

അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ പിണ്ഡവും വ്യാപ്തവും തമ്മിലൂള്ള അനുപാതമാണ്‌ അതിന്റെ സാന്ദ്രത.ന്യൂക്ലിയസിന്റെ പിണ്ഡം വളരെക്കൂടുതലും വലിപ്പം വളരെക്കുറവുമായതിനാൽ അതിന്റെ സാന്ദ്രത വളരെ കൂടുതലാണ്‌.

ന്യൂക്ലിയസ് ഗോളാകൃതിയിലാണെന്നു കരുതിയാൽ,

അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ പിണ്ഡം=അറ്റോമിക സംഖ്യ x ന്യൂക്ലിയോണിന്റെ പിണ്ഡം

\!M={A}{m}_n , mn=1.67x10-27

വ്യാപ്തം, \!V = \frac{4}{3}\pi r^3 \! = \frac{4}{3}\pi {A}r_0^3

സാന്ദ്രത,\rho = \frac{Am_n}{\frac{4}{3}\pi {A}r_0^3} \! = \frac{m_n}{\frac{4}{3}\pi r_0^3}[2]

അവലംബം[തിരുത്തുക]

  1. Arthur Beiser,Concepts of modern physics,TMH
  2. Modern Physics for Engineers , B.L.Theraja, S Chand and Co.
"http://ml.wikipedia.org/w/index.php?title=അണുകേന്ദ്രം&oldid=2112151" എന്ന താളിൽനിന്നു ശേഖരിച്ചത്