प्र1.
आपको आश्चर्य होगा कि जब समान आवेशित प्रोटॉन नाभिक में संकुचित रहते हैं तो वे एक-दूसरे को दूर क्यों नहीं धकेलते?
उत्तर
वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं — परंतु उससे कहीं प्रबल आकर्षण, जिसे नाभिकीय बल कहते हैं, नाभिक को बाँधे रखता है, और न्यूट्रॉन ही इसे संभव बनाते हैं।
न्यूट्रॉन दो प्रकार से सहायता करते हैं —
- अनावेशित होने के कारण वे प्रोटॉनों के बीच बैठकर उनके मध्य दूरी बढ़ा देते हैं, जिससे स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण कम हो जाता है।
- वे नाभिकीय बल को प्रबल करते हैं — यह अल्प-परास आकर्षण सभी न्यूक्लिऑनों के बीच (प्रोटॉन–प्रोटॉन, प्रोटॉन–न्यूट्रॉन एवं न्यूट्रॉन–न्यूट्रॉन, तीनों में) कार्य करता है और उन्हें दृढ़ता से बाँधता है।
इसी कारण परमाणु के भारी होने के साथ न्यूट्रॉन-प्रोटॉन अनुपात बढ़ता जाता है। गिनकर देखिए —
| तत्व | प्रोटॉन | न्यूट्रॉन | n : p |
|---|---|---|---|
| कार्बन | 6 | 6 | 1.00 |
| ऑक्सीजन | 8 | 8 | 1.00 |
| आयरन | 26 | 30 | 1.15 |
| यूरेनियम | 92 | 146 | 1.59 |
ऐसा क्यों होता है: दोनों बल दूरी के साथ अलग-अलग व्यवहार करते हैं। स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण दीर्घ-परास है — प्रत्येक प्रोटॉन पूरे नाभिक में हर दूसरे प्रोटॉन को धकेलता है। नाभिकीय बल अल्प-परास है — यह केवल लगभग स्पर्श करते न्यूक्लिऑनों के बीच ही कार्य करता है। अतः नाभिक बड़ा होने पर कुल प्रतिकर्षण, बंधनकारी आकर्षण से तेज़ी से बढ़ता है और उसे स्थायी रखने के लिए अतिरिक्त न्यूट्रॉन चाहिए। एक सीमा के बाद कोई भी अनुपात काम नहीं करता — यही कारण है कि सबसे भारी नाभिक रेडियोधर्मी होते हैं।