೩. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್

ಪರಮಾಣುವಿನ ಮುಖ್ಯ ಗುರುತು ಅದರ ಪರಮಾಣು ತೂಕ (ಅಟಾಮಿಕ್ ವೈಟ್) ಮತ್ತು ಪರಮಣು ಸಂಖ್ಯೆ (ಅಟಾಮಿಕ್ ನಂಬರ್) . ಪರಮಾಣು ತೂಕಕ್ಕೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣದ ತೂಕವನ್ನೂ ; ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ (ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್) ಕಣದ ವಿದ್ಯುದಂಶವನ್ನೂ ಅಳತೆಗಳಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಜಲಜನಕದ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಇದ್ದು ಅದರ ಪರಮಾಣು ತೂಕವೂ ಒಂದು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದಂಶವೂ +೧. ಆದರೆ ಬೇರೆ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ತೂಕದ ಮೌಲ್ಯ ಅವುಗಳ ವಿದ್ಯುದಂಶದ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಣಬರುತ್ತಿದ್ದಿತು. ಹೀಲಿಯಂ ಪರಮಾಣುತೂಕ ೪, ಆದರೆ ಪರಮಾಣು ಸ೦ಖ್ಯೆ ೨. ಆದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ತೂಕಕ್ಕೋಸ್ಕರ ೪ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತುಂಬಬೇಕು. ಆದರೆ ಧನ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಎರಡಾದ್ದರಿಂದ ಋಣ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರುವ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನ ಒಳಗಡೆ ಇಟ್ಟರೆ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುದಂಶ +೨ ಆಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಪರಮಾಣುವಿನೊಳಗಡೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಇರಬಹುದು ಎಂಬುದು ಅಂದಿನ ಚಿಂತನೆಯಾಗಿದ್ದಿತು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚು ತೂಕವಿದ್ದು ಶೂನ್ಯ ವಿದ್ಯುದಂಶದ ಮತ್ತೊಂದು ಕಣವಿರಬೇಕು ಎಂದೂ ಮತ್ತು ಅದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳ ಮಿಶ್ರ ಕಣವಿರಬಹುದು ಎ೦ದು ರುದರ್ಫರ್ಡ್ ೧೯೨೦ರಲ್ಲಿ ಅಭಿಪ್ರಾಯಪಟ್ಟಿದ್ದರು.

ಚಿತ್ರ( ೩.೧) ಪೊಲೋನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಹೊರಬರುವ ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳು ಬೆರೆಲಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ತಾಡಿಸುತ್ತದೆ . ಬೆರೆಲಿಯಮ್ಮಿನ ಪರಮಾಣುತೂಕ ೯; ಅದರ ವಿದ್ಯುದಂಶ ೪. ಆಲ್ಫ ಕಣದ ಪರಮಾಣುತೂಕ ೪, ಅದರ ವಿದ್ಯುದಂಶ ೨. ಇವೆರಡು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸೇರಿದರೆ ಪರಮಾಣುತೂಕ ೧೩ ಇದ್ದು , ವಿದ್ಯುದಂಶ ೬ ಇರುವ ಪರಮಾಣು ಹುಟ್ಟಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಕಾಣಿಸಿದ್ದು ೧೨ ಪರಮಾಣು ತೂಕವಿದ್ದು, ೬ ವಿದ್ಯುದಂಶದ ಇ೦ಗಾಲ (ಕಾಬ೯ನ್) ಮತ್ತು ಒ೦ದು ಹೊಸ ಕಣ. ಇದರಿಂದ ಹೊಸ ಕಣಕ್ಕೆ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರದೆ ಪರಮಾಣುತೂಕ ಸುಮಾರು ೧ ಇರಬೇಕು ಎಂದು ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಈ ಕಣಗಳನ್ನು ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ಮೇಲೆ ತಾಡಿಸಿದರೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ.
ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳನ್ನು ಬೆರೆಲಿಯಮ್ ಎಂಬ ಲಘುತೂಕದ ಲೋಹದ ಮೇಲೆ ಅಪ್ಪಳಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚು ಅಭೇಧ್ಯ ಶಕ್ತಿ ಇದ್ದು ವಿದ್ಯುದಂಶವಿಲ್ಲದಿರುವ ಕಣಗಳು ಹೊರಬರುವುದನ್ನು ೧೯೩೦ರಲ್ಲಿ ಜರ್ಮನಿ ಮತ್ತು ಫ್ರಾನ್ಸ್ ದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಗುರ್ತಿಸಿದ್ದು ಅವನ್ನು ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣಗಳೆಂದು ಮಂಡಿಸಲಾಗಿದ್ದಿತು. ಆದರೆ ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಕೇಳಿದ ಇ೦ಗ್ಲೆಂಡಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಚಾಡ್ವಿಕ್ ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣಗಳಿಗೆ ಅಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಇರುವುದಿಲ್ಲವೆಂದು ಗುರುತಿಸಿ ಅವರದ್ದೇ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಜಾಗರೂಕತೆಯಿಂದ ನಡೆಸಿ ಬೆರೆಲಿಯಮ್ ಇಂಗಾಲಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆಂದು ಮತ್ತು ಹೊರ ಬರುವ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರದ ಕಣಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಿ೦ತ ಸ್ವಲ್ಪ ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಹೊಸ ಕಣಗಳಿರಬೇಕು ಎಂದು ೧೯೩೨ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿ ಇವಕ್ಕೆ ‘ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್’ ಎಂಬ ಹೆಸರನ್ನೂ ಇತ್ತಿದ್ದರು. ಈ ಕಣಗಳು ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ ಬಹಳ ದೂರ ಹೋಗುವುದರಿಂದ ಇವು ವಿದ್ಯುದಂಶವಿಲ್ಲದ ಕಣಗಳು ಎಂದು ಖಚಿತವಾಗಿದ್ದಿತು. ೧೯೩೪ರಲ್ಲಿ ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಾಗ ಅದು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಿ೦ತ ಸುಮಾರು ೧೪% ಹೆಚ್ಚು ತೂಕ ಎ೦ದು ಗೊತ್ತಾಗಿದ್ದಲ್ಲದೆ, ೧೯೩೬ರಲ್ಲಿ ಅಮೆರಿಕದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಿದ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಮಿಶ್ರಕಣವಲ್ಲ, ಮೂಲಕಣ ಎಂದೂ ಮನೆದಟ್ಟಾಯಿತು. ಇದರಿಂದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನ ಒಳಗಡೇ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ಜೊತೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳೂ ಇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯಿತು.
ಪ್ರಪಂಚದ ಮೂಲಭೂತ ಪರಮಾಣುವಾದ ಜಲಜನಕದ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ಇರುತ್ತವೆ. ಇವೆರಡರ ಮಧ್ಯೆಯ ಆಕಷ೯ಣೆಯಿಂದಲೇ ಪರಮಾಣುವಿನ ಅಸ್ತಿತ್ವವಿರುವುದು ! ಇದಕ್ಕಿ೦ತ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚು ತೂಕದ ಪರಮಾಣು ಹೀಲಿಯಮ್ – ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಎರಡು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು. ಆದರೆ ಅದರ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ವಿದ್ಯುದಂಶದ ಎರಡು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು! ವಿಕಷ೯ಣೆಯಿಂದ ಎರಡೂ ಬಹಳ ದೂರದೂರ ಹೋಗಬೇಕಲ್ಲವೆ? ಅದನ್ನು ವಿರೋಧಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಗಿಡಲು ಒಂದು ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಆಕಷ೯ಣೆಯನ್ನು ಆವಾಹನೆ ಮಾಡಿದರು. ಈ ಬೈಜಿಕ (’ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್’) ಆಕಷ೯ಣೆಯಿಂದಲೇ ಪರಮಾಣುವಿನ ಅಸ್ತಿತ್ವ ಸಾಧ್ಯ. ಪರಮಾಣುವಿನ ವ್ಯಕ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಬದಲುಮಾಡದೆ ಮತ್ತೂ ಬೈಜಿಕ ಆಕಷ೯ಣೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಲು ಪ್ರಕೃತಿ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿಲ್ಲದೆ ಬರೇ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಸೆಳೆತವೇ ಇರುವಂತಹ ನ್ಯೂಟ್ರಾನಗಳನ್ನು ತುರುಕುತ್ತದೆ.
ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನಲ್ಲಿನ ನ್ಯೂಟ್ರಾನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಬೇರೆಬೇರೆಯಾಗುತ್ತ ಮೂಲಧಾತುವಿಗೆ ಬೇರೆ ಸ್ವರೂಪಗಳು ಬರುತ್ತವೆ. ಜಲಜನಕದ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಇರುವ ಪ್ರೋಟಾನಿನ ಜೊತೆ ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನನ್ನು ತುರುಕಬಹುದು. ಆಗ ಹುಟ್ಟುವ ಮೂಲ ವಸ್ತು – ಡ್ಯುಟೀರಿಯಮ್- ಜಲಜನಕದ ಮತ್ತೊಂದು ಸಮಸ್ಥಾನಿ (’ಐಸೊಟೋಪ್’) ಎಂದೆನಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಟ್ರೀಶಿಯಮ್ ಸಮಸ್ಥಾನಿ ಹುಟ್ಟಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಒಂದೇ, ಆದರೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ! ಹೀಲಿಯಮ್ ಐಸೊಟೋಪ್ ಆದ ಹೀಲಿಯಮ್ – ೩ ( ೨ ಪ್ರೋಟಾನ್+೧ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್) ಒಂದು ವಿಶೇಷ ವಸ್ತು. ೧೯೭೨ರಲ್ಲಿ ಈ ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವದಲ್ಲಿ ‘ಸೂಪರ್ ಫ್ಲೂಯಿಡಿಟಿ’ (ಪ್ರತಿರೋಧವಿಲ್ಲದೆ ಹರಿಯುವ ಗುಣ) ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲ್ಪಟ್ಟಿತು. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದಲ್ಲಿ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳು ಸ್ಥಿರತೆಗೋಸ್ಕರ ವಿವಿಧ ವಿಕಿರಣಪಟುತ್ವದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪಾಲುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ: ೧೪ ಪರಮಾಣುತೂಕದ ಕಾಬ೯ನ್ ( ೬ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್, ೬ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ೮ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್) ವಿಕಿರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡು ಸಾಧಾರಣ ಸಾರಜನಕವಾಗಿ ( ೭ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ , ೭ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ೭ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್) ಪರಿವತ೯ನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಬೀಟಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಸೊನ್ನೆ ಇರುವ ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕ್ಷಯವಾಗಿ ಋಣ ವಿದ್ಯುದಂಶದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಧನ ವಿದ್ಯುದ೦ಶದ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಆಗಿ ಮಾಪಾ೯ಡಾಗುತ್ತದೆ. ಇದೇ ರೀತಿ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಯುರೇನಿಯಮ್ ಕೂಡ ಎರಡು ಸ್ವರೂಪಗಳನ್ನು ಪಡೆದಿದೆ: ೯೨ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳಿದ್ದು ಪರಮಾಣುತೂಕ ೨೩೮ ( ೧೪೬ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು) ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುತೂಕ ೨೩೫ (೧೪೩ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು). ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಈ ಎರಡನೆಯ ಸ್ವರೂಪದ ಪರಮಾಣು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ – ಅಂದರೆ ೦.೭% – ಮಾತ್ರ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ.
ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣಜಗತ್ತಿನ ಮೊದಲ ಅಸ್ಥಿರ ಕಣ. ಸ್ಥಿರ ಪರಮಾಣುಗಳೊಳಗಿರುವಾಗ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಸ್ಥಿರ ಕಣವೇ ಆದರೂ ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ರಿಯಾಕ್ಟರುಗಳಲ್ಲಿ ತಯಾರಾಗುವ ಬಿಡಿ ಬಿಡಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನಗಳು ಹುಟ್ಟಿದ ಬಳಿಕ ಕೆಲವೇ ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಷಯಿಸುತ್ತವೆ ಅದರ ಸರಾಸರಿ ಅಧ೯ ಜೀವ ಸುಮಾರು ೧೫ ನಿಮಿಷಗಳು ಮಾತ್ರ! ಈ ಕ್ಷಯ ಬೇಟಾ ಕ್ಷೀಣತೆ (ಡಿಕೇ). ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಉದಾಹರಣೆ; ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊ೦ಡು ಪ್ರೋಟಾನ್, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧಿ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳು ಹೊರಬರುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಪ್ರತಿಪಾದನೆಯಾದ ನಂತರ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕೊಂದು ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ.
ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣ ಬೈಜಿಕ ವಿದಳನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಮುಖವಾಗಿದ್ದು ಅದರಿಂದ ಬೈಜಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ ಬೈಜಿಕ ಕ್ರಿಯಾಕರಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಪರಮಾಣು ಬಾಂಬುಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳೆ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿದ್ದು ಸಾಂದ್ರತೆಯೂ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ೧೦-೧೫ ಕಿಮೀ ತ್ರಿಜ್ಯವಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರಕ್ಕೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಕ್ಷತ್ರವೆಂಬ ಹೆಸರು. ಇವುಗಳನ್ನು ಪಲ್ಸಾರ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ೧೯೬೭ರಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು

೪. ಬೈಜಿಕ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ

ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನ ಒಳಗಿನ ಕಣಗಳು. ಈ ಬಿಡಿಕಣಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳನ್ನೆಲ್ಲಾ ಕೂಡಿದರೆ ಅದು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಈ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳ ಮೌಲ್ಯಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ (ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಎನರ್ಜಿ). ಆಲ್ಫಕಣದಲ್ಲಿ ಈ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯ ಮೌಲ್ಯ ೨೮ ಎಮ್.ಇ.ವಿ.; ಆಲ್ಫಕಣವನ್ನು ಒಡೆದು ಅದರ ಒಳಕಣಗಳನ್ನು ಹೊರತರಲು ಬೇಕಾದಶಕ್ತಿಯೇ ಬಂಧಕಶಕ್ತಿ. ಇದರ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಜಲಜನಕದ ಪರಮಾಣುವಿನ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ೧೩.೬ ಇ.ವಿ. ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಬೈಜಿಕ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಮಿಲಿಯದಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಂದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ (೩.೨) ಬೈಜಿಕ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಅವಲಂಬಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ವೈ ಅಕ್ಷಾಂಶದಲ್ಲಿ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಎಕ್ಸ್ ಅಕ್ಷಾಂಶದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ಸ್ಥಿರ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದು – ಹೀಲಿಯಮ್ , ಬೆರೆಲಿಯಮ್, ಇ೦ಗಾಲ, ಆಮ್ಲಜನಕ , ಕಬ್ಬಿಣ ಇತ್ಯಾದಿ ಕಾಣಬರುತ್ತದೆ. ಲಘು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಬೈಜಿಕ ಸಂಲಯನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲೂ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಬೈಜಿಕ ವಿದಳನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲೂ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಿಂದುಗಳು ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಪರಿಣಾಮವನ್ನೂ ಮತ್ತು ರೇಖೆ ದ್ರವ್ಯ ಬಿಂದು ಮಾದರಿಯ ಲೆಕ್ಕಗಳ ಪರಿಣಾಮವನ್ನೂ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನ ಒಳಗಡೆಯ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತ ಬೈಜಿಕ ಬಲದಿಂದ ಕಣಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಆಕರ್ಷಣೆಯೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದರಿಂದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ತೂಕವಾಗುತ್ತಾ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ನಿಕಲ್ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಈ ಕಾರಣಕ್ಕೇ ಅದು ಬಹಳ ಸ್ಥಿರವಿದ್ದು ಎಲ್ಲೆಲ್ಲೂ ಕಾಣಬರುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಕ್ಸೆನಾನ್‌ಗಿಂತ ತೂಕದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತಾ ಹೋಗುವುದನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣಗಳ ಸ೦ಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಾ ಕೂಲೋಂಬ ವಿಕರ್ಷಣೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದರಿಂದ ಎಂದು ತಿಳಿಯಬಹುದು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ೨೦೯ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ನಂತರ ಅದು ಸ್ಥಿರವಿರದೆ ವಿಕಿರಣಶೀಲವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಪರಮಾಣುಗಳು ಕ್ಷಯಿಸಿ ಕಡೆಯಲ್ಲಿ ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ಕೊಡಬಲ್ಲವು ಅಥವಾ ಲಘು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳು ಸೇರುತ್ತಾ ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಅದಲ್ಲದೆ ಈ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಶಿಖರಗಳು ಕಾಣಿಸುತ್ತವೆ. ಹೀಲಿಯಮ್(೪), ಇ೦ಗಾಲ(೧೨), ಆಮ್ಲಜನಕ(೧೬) – ಇವೆಲ್ಲಾ ಹೆಚ್ಚು ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯಿದ್ದು ಸ್ಥಿರ ಮೂಲಧಾತುಗಳು. ಹೆಚ್ಚು ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿ ಇರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಮಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಇರುತ್ತವೆ. ಲಘು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳು ಕೂಡಿಕೂಡಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು; ಇದೇ ಬೈಜಿಕ ಸಂಲಯನ ಕ್ರಿಯೆ. ಹಾಗೇ ಹೆಚ್ಚು ತೂಕದ ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳು ಒಡೆದು ಹೆಚ್ಚು ಬಂಧಕ ಶಕ್ತಿಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳನ್ನು ಕೊಡಬಹುದು; ಇದು ಬೈಜಿಕ ವಿದಳನ ಕ್ರಿಯೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರ (ಚಿತ್ರ .೯) ದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ಸ೦ಖ್ಯೆಯ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ.

ಚಿತ್ರ( ೩.೩) : ಸ್ಥಿರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಂಬಂಧ. ವೈ ಅಕ್ಷಾಂಶದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಎಕ್ಸ್ ಅಕ್ಷಾಂಶದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನಿನ ಸಂಖ್ಯೆ ; ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ ಈ ಎರಡರ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ನೀಲಿಯ ರೇಖೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ರೇಖೆಯ ಹೊರಗಿದ್ದರೆ ಮೂಲಧಾತು ಅಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡೂ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದಾಗ ಮೂಲಧಾತು ಕೆಂಪು ರೇಖೆಯನ್ನು ಅನುಸೈಸುತ್ತದೆ.
. ಲಘು ತೂಕದ ಸ್ಥಿರ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಪ್ರೊಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಒಂದೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೊಟಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿದ್ದು ಅವುಗಳ ವಿಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು ತಡೆಯಲು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಾಡುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯ. ತಗಡು ಮತ್ತು ಸೀಸಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಪ್ರೊಟಾನುಗಳಿಗಿಂತ ೩೮ % ಮತ್ತು ೫೨ % ಹೆಚ್ಚು ಇರುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ೫೨ % ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚಾದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಅಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಪರಮಾಣುವಾದ ಯುರೇನಿಯಮ್ಮಿನಲ್ಲಿ ಈ ಸ೦ಖ್ಯೆ ೫೬ % : ೯೨ ಪ್ರೋಟನ್‌ಗಳಿಗೆ ೧೪೬ ನ್ಯೂಟ್ರನ್‌ಗಳು.

ಪಾಲಹಳ್ಳಿ ವಿಶ್ವನಾಥ್