Atomic nucleus
परमाणु नाभिक एक परमाणु के केंद्र में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से युक्त छोटा, घना क्षेत्र है, जिसकी खोज 1911 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने 1909 के गीजर-मार्सडेन स्वर्ण पन्नी प्रयोग के आधार पर की थी। 1932 में न्यूट्रॉन की खोज के बाद, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बने नाभिक के लिए मॉडल जल्दी से दिमित्री इवानेंको और वर्नर हाइजेनबर्ग द्वारा विकसित किए गए थे। एक परमाणु एक सकारात्मक आवेशित नाभिक से बना होता है, जिसके चारों ओर नकारात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉनों का एक बादल होता है, जो विद्युतस्थैतिक बल द्वारा एक साथ बंधा होता है। एक परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान नाभिक में स्थित होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन बादल का बहुत कम योगदान होता है। परमाणु बल द्वारा नाभिक बनाने के लिए प्रोटॉन और न्यूट्रॉन एक साथ बंधे होते हैं। नाभिक का व्यास हाइड्रोजन (एकल प्रोटॉन का व्यास) के लिए () से यूरेनियम के लिए लगभग की सीमा में है। ये आयाम परमाणु के व्यास (नाभिक + इलेक्ट्रॉन बादल) की तुलना में बहुत छोटे हैं, लगभग 26,634 (यूरेनियम परमाणु त्रिज्या लगभग ()) से लगभग 60,250 (हाइड्रोजन परमाणु त्रिज्या लगभग) के कारक द्वारा। परमाणु नाभिक के अध्ययन और समझ से संबंधित भौतिकी की शाखा, जिसमें इसकी संरचना और इसे एक साथ बांधने वाले बल शामिल हैं, को परमाणु भौतिकी कहा जाता है। परिचय इतिहास परमाणु के थॉमसन के "प्लम पुडिंग मॉडल" का परीक्षण करने के लिए अर्नेस्ट रदरफोर्ड के प्रयासों के परिणामस्वरूप 1911 में नाभिक की खोज की गई थी। इलेक्ट्रान की खोज जे. जे. थॉमसन पहले ही कर चुके थे। यह जानते हुए कि परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ हैं, जे. जे. थॉमसन ने माना कि एक सकारात्मक आवेश भी होना चाहिए। अपने प्लम पुडिंग मॉडल में, थॉमसन ने सुझाव दिया कि एक परमाणु में सकारात्मक आवेश के गोले के भीतर यादृच्छिक रूप से बिखरे हुए नकारात्मक इलेक्ट्रॉन होते हैं। अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने बाद में अपने शोध सहयोगी हंस गीगर और अर्नेस्ट मार्सडेन की मदद से एक प्रयोग तैयार किया, जिसमें धातु पन्नी की एक पतली चादर पर निर्देशित अल्फा कणों (हीलियम नाभिक) का विक्षेपण शामिल था। उन्होंने तर्क दिया कि यदि जे. जे. थॉमसन का मॉडल सही था, तो सकारात्मक रूप से आवेशित अल्फा कण आसानी से अपने पथ में बहुत कम विचलन के साथ पन्नी से गुजरेंगे, क्योंकि पन्नी को विद्युत रूप से तटस्थ के रूप में कार्य करना चाहिए यदि नकारात्मक और सकारात्मक आवेश इतने अंतरंग रूप से मिश्रित हों कि यह तटस्थ दिखाई दे। उन्हें आश्चर्य हुआ कि कई कण बहुत बड़े कोणों पर विक्षेपित हो गए थे। क्योंकि एक अल्फा कण का द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन का लगभग 8000 गुना है, यह स्पष्ट हो गया कि एक बहुत मजबूत बल मौजूद होना चाहिए यदि यह विशाल और तेजी से चलने वाले अल्फा कणों को विक्षेपित कर सकता है। उन्होंने महसूस किया कि प्लम पुडिंग मॉडल सटीक नहीं हो सकता है और अल्फा कणों के विक्षेपण को केवल तभी समझाया जा सकता है जब सकारात्मक और नकारात्मक आवेश एक दूसरे से अलग हो जाएं और परमाणु का द्रव्यमान सकारात्मक आवेश का एक केंद्रित बिंदु हो। इसने सकारात्मक आवेश और द्रव्यमान के घने केंद्र के साथ एक परमाणु परमाणु के विचार को उचित ठहराया। व्युत्पत्ति शब्द नाभिक लैटिन शब्द से है, जो ('नट') का एक छोटा सा है, जिसका अर्थ है पानी वाले प्रकार के फल (जैसे आड़ू) के अंदर 'गुठली' (यानी 'छोटा नट')। 1844 में, माइकल फैराडे ने "परमाणु के केंद्रीय बिंदु" को संदर्भित करने के लिए इस शब्द का उपयोग किया। आधुनिक परमाणु अर्थ 1912 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा प्रस्तावित किया गया था। हालांकि, परमाणु सिद्धांत के लिए "नाभिक" शब्द को अपनाना तत्काल नहीं था। उदाहरण के लिए, 1916 में, गिल्बर्ट एन. लुईस ने अपने प्रसिद्ध लेख द एटम एंड द मॉलिक्यूल में कहा कि "परमाणु कर्नेल और एक बाहरी परमाणु या खोल से बना है।" इसी तरह, जर्मन और डच में केंद्रक के लिए केर्न शब्द का उपयोग किया जाता है जिसका अर्थ है कर्नेल। परमाणु संरचना एक परमाणु के नाभिक में न्यूट्रॉन और प्रोटॉन होते हैं, जो बदले में अधिक प्राथमिक कणों की अभिव्यक्ति होते हैं, जिन्हें क्वार्क कहा जाता है, जो हैड्रॉन के कुछ स्थिर संयोजनों में परमाणु मजबूत बल द्वारा संयोजन में रखे जाते हैं, जिन्हें बेरियन कहा जाता है। परमाणु शक्तिशाली बल प्रत्येक बेरियन से काफी दूर तक फैलता है ताकि न्यूट्रॉन और प्रोटॉन को सकारात्मक रूप से आवेशित प्रोटॉनों के बीच प्रतिकारक विद्युत बल के खिलाफ एक साथ बांध सके। परमाणु शक्तिशाली बल की सीमा बहुत कम होती है, और अनिवार्य रूप से नाभिक के किनारे से परे शून्य तक गिर जाती है। धनात्मक आवेशित नाभिक की सामूहिक क्रिया नाभिक के आसपास अपनी कक्षाओं में विद्युत ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉनों को पकड़ना है। नाभिक की परिक्रमा करने वाले ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉनों का संग्रह कुछ विन्यासों और इलेक्ट्रॉनों की संख्या के लिए एक आत्मीयता प्रदर्शित करता है जो उनकी कक्षाओं को स्थिर बनाते हैं। परमाणु किस रासायनिक तत्व का प्रतिनिधित्व करता है, यह नाभिक में प्रोटॉन की संख्या से निर्धारित होता है; तटस्थ परमाणु में उस नाभिक की परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होगी। अलग-अलग रासायनिक तत्व अपने इलेक्ट्रॉनों को साझा करने के लिए संयोजन करके अधिक स्थिर इलेक्ट्रॉन विन्यास बना सकते हैं। यह है कि नाभिक के बारे में स्थिर इलेक्ट्रॉनिक कक्षाओं का निर्माण करने के लिए इलेक्ट्रॉनों का साझाकरण जो हमें हमारी स्थूल दुनिया के रसायन विज्ञान के रूप में दिखाई देता है। प्रोटॉन एक नाभिक के पूरे आवेश को परिभाषित करते हैं, और इसलिए इसकी रासायनिक पहचान। न्यूट्रॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, लेकिन नाभिक के द्रव्यमान में लगभग प्रोटॉन के समान योगदान करते हैं। न्यूट्रॉन आइसोटोप (अलग-अलग परमाणु द्रव्यमान के साथ एक ही परमाणु संख्या) की घटना की व्याख्या कर सकते हैं। न्यूट्रॉन की मुख्य भूमिका नाभिक के अंदर स्थिरविद्युत प्रतिकर्षण को कम करना है। संरचना और आकार प्रोटॉन और न्यूट्रॉन मजबूत आइसोस्पिन क्वांटम संख्या के अलग-अलग मूल्यों के साथ फर्मियन हैं, इसलिए दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन एक ही अंतरिक्ष तरंग कार्य साझा कर सकते हैं क्योंकि वे समान क्वांटम संस्थाएं नहीं हैं। इन्हें कभी-कभी एक ही कण, नाभिक की दो अलग-अलग क्वांटम अवस्थाओं के रूप में देखा जाता है। दो फर्मियन, जैसे कि दो प्रोटॉन, या दो न्यूट्रॉन, या एक प्रोटॉन + न्यूट्रॉन (ड्यूटेरॉन) बोसोनिक व्यवहार प्रदर्शित कर सकते हैं जब वे जोड़े में शिथिल रूप से बंधे होते हैं, जिनमें पूर्णांक स्पिन होता है। एक हाइपरन्यूक्लियस के दुर्लभ मामले में, एक तीसरा बेरियन जिसे हाइपरॉन कहा जाता है, जिसमें एक या अधिक अजीब क्वार्क और/या अन्य असामान्य क्वार्क होते हैं, भी तरंग कार्य को साझा कर सकते हैं। हालांकि, इस प्रकार का नाभिक बेहद अस्थिर है और उच्च-ऊर्जा भौतिकी प्रयोगों को छोड़कर पृथ्वी पर नहीं पाया जाता है। न्यूट्रॉन में त्रिज्या ≈ 0.3 fm का एक सकारात्मक आवेशित कोर होता है जो 0.3 fm और 2 fm के बीच त्रिज्या के प्रतिपूरक नकारात्मक आवेश से घिरा होता है। प्रोटॉन में लगभग 0.8 एफ. एम. की औसत वर्ग त्रिज्या के साथ लगभग तेजी से क्षय होने वाला धनात्मक आवेश वितरण होता है। नाभिक गोलाकार, रग्बी गेंद के आकार (प्रोलेट विरूपण), डिस्कस के आकार (ओब्लेट विरूपण), त्रि-अक्षीय (ओब्लेट और प्रोलेट विरूपण का संयोजन) या नाशपाती के आकार का हो सकता है। नाभिक बल अवशिष्ट शक्तिशाली बल (परमाणु बल) द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। अवशिष्ट प्रबल बल प्रबल अंतःक्रिया का एक लघु अवशिष्ट है जो क्वार्क को एक साथ बांधकर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाता है। यह बल न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के बीच बहुत कमजोर होता है क्योंकि यह ज्यादातर उनके भीतर तटस्थ होता है, उसी तरह जैसे तटस्थ परमाणुओं के बीच विद्युत चुम्बकीय बल (जैसे कि वैन डेर वाल्स बल जो दो निष्क्रिय गैस परमाणुओं के बीच कार्य करते हैं) विद्युत चुम्बकीय बलों की तुलना में बहुत कमजोर होते हैं जो परमाणुओं के कुछ हिस्सों को आंतरिक रूप से एक साथ रखते हैं (उदाहरण के लिए, वे बल जो इलेक्ट्रॉनों को एक निष्क्रिय गैस परमाणु में अपने नाभिक से बंधे रखते हैं)। नाभिकीय बल विशिष्ट नाभिकीय पृथक्करण की दूरी पर अत्यधिक आकर्षक होता है, और यह विद्युत चुम्बकीय बल के कारण प्रोटॉनों के बीच प्रतिकर्षण को अभिभूत कर देता है, इस प्रकार नाभिक का अस्तित्व हो जाता है। हालांकि, अवशिष्ट मजबूत बल की एक सीमित सीमा होती है क्योंकि यह दूरी के साथ जल्दी से क्षय होता है (युकावा क्षमता देखें); इस प्रकार केवल एक निश्चित आकार से छोटे नाभिक पूरी तरह से स्थिर हो सकते हैं। सबसे बड़ा ज्ञात पूरी तरह से स्थिर नाभिक (अर्थात। अल्फा, बीटा और गामा क्षय के लिए स्थिर) सीसा-208 है जिसमें कुल 208 नाभिक (126 न्यूट्रॉन और 82 प्रोटॉन) होते हैं। इस अधिकतम से बड़े नाभिक अस्थिर होते हैं और बड़ी संख्या में नाभिकों के साथ तेजी से अल्पकालिक होते हैं। हालांकि, बिस्मथ-209 बीटा क्षय के लिए भी स्थिर है और किसी भी ज्ञात आइसोटोप के अल्फा क्षय के लिए सबसे लंबा अर्ध-जीवन है, जो ब्रह्मांड की उम्र से एक अरब गुना अधिक अनुमानित है। अवशिष्ट प्रबल बल बहुत कम दूरी (आमतौर पर केवल कुछ फेमटोमीटर (एफ. एम.); लगभग एक या दो नाभिक व्यास) पर प्रभावी होता है और नाभिकों की किसी भी जोड़ी के बीच आकर्षण का कारण बनता है। उदाहरण के लिए, [एन. पी.] ड्यूटेरॉन बनाने के लिए प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच, और प्रोटॉन और प्रोटॉन, और न्यूट्रॉन और न्यूट्रॉन के बीच भी। परमाणु बल की सीमा की प्रभावी पूर्ण सीमा (जिसे अवशिष्ट मजबूत बल के रूप में भी जाना जाता है) को लिथियम-11 या बोरॉन-14 जैसे प्रभामंडल नाभिक द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें डाइन्यूट्रॉन, या न्यूट्रॉन के अन्य संग्रह, लगभग (लगभग यूरेनियम-238 के नाभिक की त्रिज्या के समान) की दूरी पर परिक्रमा करते हैं। ये नाभिक अधिकतम घने नहीं होते हैं। न्यूक्लिड्स के चार्ट के चरम किनारों पर हेलो नाभिक बनते हैं-न्यूट्रॉन ड्रिप लाइन और प्रोटॉन ड्रिप लाइन-और सभी छोटे अर्ध-जीवन के साथ अस्थिर होते हैं, जिन्हें मिलीसेकंड में मापा जाता है; उदाहरण के लिए, लिथियम-11 का अर्ध-जीवन है। हेलोस वास्तव में एक बाहरी क्वांटम कोश में नाभिक के साथ एक उत्तेजित अवस्था का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें ऊर्जा का स्तर "नीचे" (त्रिज्या और ऊर्जा दोनों के संदर्भ में) भरा होता है। प्रभामंडल या तो न्यूट्रॉन [एनएन, एनएनएन] या प्रोटॉन [पीपी, पीपीपी] से बना हो सकता है। जिन नाभिकों में एकल न्यूट्रॉन प्रभामंडल होता है उनमें 11बी और 19सी शामिल हैं। एक दो-न्यूट्रॉन प्रभामंडल 6He, 11Li, 17B, 19B और 22C द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। दो-न्यूट्रॉन प्रभामंडल नाभिक तीन टुकड़ों में टूटते हैं, कभी दो नहीं, और इस व्यवहार के कारण इन्हें बोरोमियन नाभिक कहा जाता है (तीन परस्पर बंद वलय की एक प्रणाली का उल्लेख करते हुए जिसमें किसी भी वलय को तोड़ना दोनों को मुक्त करता है)। 8He और 14Be दोनों चार-न्यूट्रॉन प्रभामंडल प्रदर्शित करते हैं। जिन नाभिकों में प्रोटॉन प्रभामंडल होता है उनमें 8बी और 26पी शामिल हैं। एक दो-प्रोटॉन प्रभामंडल 17एनई और 27एस द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। अतिरिक्त प्रोटॉनों के प्रतिकारक विद्युत चुम्बकीय बलों के कारण प्रोटॉन प्रभामंडल के न्यूट्रॉन उदाहरणों की तुलना में अधिक दुर्लभ और अस्थिर होने की उम्मीद है। परमाणु मॉडल हालांकि भौतिकी के मानक मॉडल को व्यापक रूप से नाभिक की संरचना और व्यवहार का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए माना जाता है, सिद्धांत से भविष्यवाणियां उत्पन्न करना कण भौतिकी के अधिकांश अन्य क्षेत्रों की तुलना में बहुत अधिक कठिन है। यह दो कारणों से हैः सिद्धांत रूप में, एक नाभिक के भीतर भौतिकी पूरी तरह से क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (क्यूसीडी) से प्राप्त की जा सकती है। हालांकि व्यवहार में, नाभिक जैसे निम्न-ऊर्जा प्रणालियों में क्यू. सी. डी. को हल करने के लिए वर्तमान कम्प्यूटेशनल और गणितीय दृष्टिकोण बेहद सीमित हैं। यह उच्च-ऊर्जा क्वार्क पदार्थ और कम-ऊर्जा हैड्रोनिक पदार्थ के बीच होने वाले चरण संक्रमण के कारण होता है, जो विक्षोभकारी तकनीकों को अनुपयोगी बनाता है, जिससे नाभिकों के बीच बलों के सटीक क्यूसीडी-व्युत्पन्न मॉडल का निर्माण करना मुश्किल हो जाता है। वर्तमान दृष्टिकोण या तो घटनात्मक मॉडल जैसे कि आर्गोन वी 18 क्षमता या कायरल प्रभावी क्षेत्र सिद्धांत तक सीमित हैं। भले ही परमाणु बल अच्छी तरह से सीमित हो, नाभिक के गुणों की सटीक गणना करने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में कम्प्यूटेशनल शक्ति की आवश्यकता होती है। कई-शरीर सिद्धांत में विकास ने कई कम द्रव्यमान और अपेक्षाकृत स्थिर नाभिक के लिए इसे संभव बना दिया है, लेकिन भारी नाभिक या अत्यधिक अस्थिर नाभिक से निपटने से पहले कम्प्यूटेशनल शक्ति और गणितीय दृष्टिकोण दोनों में और सुधार की आवश्यकता है। ऐतिहासिक रूप से, प्रयोगों की तुलना अपेक्षाकृत कच्चे मॉडल से की गई है जो आवश्यक रूप से अपूर्ण हैं। इनमें से कोई भी मॉडल परमाणु संरचना पर प्रयोगात्मक डेटा की पूरी तरह से व्याख्या नहीं कर सकता है। परमाणु त्रिज्या (आर) को मूल मात्राओं में से एक माना जाता है जिसका किसी भी मॉडल को अनुमान लगाना चाहिए। स्थिर नाभिक (प्रभामंडल नाभिक या अन्य अस्थिर विकृत नाभिक नहीं) के लिए नाभिकीय त्रिज्या नाभिक की द्रव्यमान संख्या (ए) के घनमूल के लगभग आनुपातिक होती है, और विशेष रूप से कई नाभिक वाले नाभिक में, क्योंकि वे अधिक गोलाकार विन्यास में व्यवस्थित होते हैंः स्थिर नाभिक में लगभग एक स्थिर घनत्व होता है और इसलिए नाभिकीय त्रिज्या आर को निम्नलिखित सूत्र द्वारा अनुमानित किया जा सकता है, जहां ए = परमाणु द्रव्यमान संख्या (प्रोटॉनों की संख्या जेड, प्लस न्यूट्रॉनों की संख्या एन) और आर0 = 1.25 एफएम = 1.25 × 10−15 मीटर। इस समीकरण में, "स्थिर" आर0 प्रश्नगत नाभिक के आधार पर 0.2 एफएम से भिन्न होता है, लेकिन यह एक से 20 प्रतिशत से कम परिवर्तन है। दूसरे शब्दों में, नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को पैक करने से लगभग एक ही कुल आकार का परिणाम मिलता है जो एक स्थिर आकार (जैसे संगमरमर) के कठोर गोले को एक तंग गोलाकार या लगभग गोलाकार थैले में पैक करने के समान होता है (कुछ स्थिर नाभिक काफी गोलाकार नहीं होते हैं, लेकिन प्रोलेट होने के लिए जाने जाते हैं)। नाभिकीय संरचना के मॉडलों में शामिल हैंः तरल ड्रॉप मॉडल नाभिक के प्रारंभिक मॉडलों ने नाभिक को एक घूर्णन तरल ड्रॉप के रूप में देखा। इस मॉडल में, लंबी दूरी के विद्युत चुम्बकीय बलों और अपेक्षाकृत कम दूरी के परमाणु बलों का आदान-प्रदान, एक साथ व्यवहार का कारण बनता है जो विभिन्न आकारों की तरल बूंदों में सतह तनाव बलों के समान होता है। यह सूत्र नाभिक की कई महत्वपूर्ण घटनाओं को समझाने में सफल है, जैसे कि उनके आकार और संरचना में परिवर्तन के साथ उनकी बाध्यकारी ऊर्जा की बदलती मात्रा (अर्ध-अनुभवजन्य द्रव्यमान सूत्र देखें), लेकिन यह विशेष स्थिरता की व्याख्या नहीं करता है जो तब होती है जब नाभिक में प्रोटॉन या न्यूट्रॉन की विशेष "जादुई संख्या" होती है। अर्ध-अनुभवजन्य द्रव्यमान सूत्र में शब्द, जिनका उपयोग कई नाभिकों की बाध्यकारी ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है, को पांच प्रकार की ऊर्जाओं का योग माना जाता है (नीचे देखें)। फिर असंपीड़ित तरल की एक बूंद के रूप में एक नाभिक की तस्वीर मोटे तौर पर नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा की देखी गई भिन्नता के लिए जिम्मेदार हैः आयतन ऊर्जा। जब एक ही आकार के नाभिकों की एक सभा को सबसे छोटी मात्रा में एक साथ पैक किया जाता है, तो प्रत्येक आंतरिक नाभिक के संपर्क में अन्य नाभिकों की एक निश्चित संख्या होती है। तो, यह परमाणु ऊर्जा आयतन के समानुपाती है। सतह ऊर्जा। नाभिक की सतह पर एक नाभिक नाभिक के आंतरिक भाग की तुलना में कम अन्य नाभिकों के साथ अंतःक्रिया करता है और इसलिए इसकी बंधन ऊर्जा कम होती है। यह सतह ऊर्जा शब्द इसे ध्यान में रखता है और इसलिए नकारात्मक है और सतह क्षेत्र के समानुपाती है। कूलम्ब ऊर्जा। नाभिक में प्रोटॉनों की प्रत्येक जोड़ी के बीच विद्युत प्रतिकर्षण इसकी बंधन ऊर्जा को कम करने में योगदान देता है। असममित ऊर्जा (पाउली ऊर्जा भी कहा जाता है)। पाउली बहिष्करण सिद्धांत से जुड़ी एक ऊर्जा। यदि यह कूलम्ब ऊर्जा के लिए नहीं होता, तो परमाणु पदार्थ के सबसे स्थिर रूप में प्रोटॉन के समान संख्या में न्यूट्रॉन होते, क्योंकि न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की असमान संख्या एक प्रकार के कण के लिए उच्च ऊर्जा स्तर को भरने का संकेत देती है, जबकि दूसरे प्रकार के लिए कम ऊर्जा स्तर खाली छोड़ देती है। ऊर्जा की जोड़ी। एक ऊर्जा जो एक सुधार शब्द है जो प्रोटॉन जोड़े और न्यूट्रॉन जोड़े की प्रवृत्ति से उत्पन्न होती है। कणों की सम संख्या विषम संख्या की तुलना में अधिक स्थिर होती है। शेल मॉडल और अन्य क्वांटम मॉडल नाभिक के लिए कई मॉडल भी प्रस्तावित किए गए हैं जिनमें नाभिक कक्षों पर कब्जा करते हैं, परमाणु भौतिकी सिद्धांत में परमाणु कक्षों की तरह। ये तरंग मॉडल कल्पना करते हैं कि नाभिक या तो संभावित कुओं में आकारहीन बिंदु कण हैं, या फिर "ऑप्टिकल मॉडल" की तरह संभावना तरंगें हैं, जो संभावित कुओं में घर्षण रहित रूप से उच्च गति से परिक्रमा करती हैं। उपरोक्त मॉडलों में, नाभिक जोड़े में कक्षीयों पर कब्जा कर सकते हैं, जो कि फर्मियन होने के कारण, जो प्रयोगों से अच्छी तरह से ज्ञात सम/विषम Z और N प्रभावों की व्याख्या की अनुमति देता है। परमाणु कोशों की सटीक प्रकृति और क्षमता परमाणु कक्षों में इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अलग होती है, मुख्य रूप से क्योंकि संभावित कुआँ जिसमें नाभिक (विशेष रूप से बड़े नाभिक में) चलते हैं, केंद्रीय विद्युत चुम्बकीय क्षमता कुएं से काफी अलग होता है जो परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों को बांधता है। परमाणु कक्षीय मॉडल के साथ कुछ समानता हीलियम-4 जैसे छोटे परमाणु नाभिक में देखी जा सकती है, जिसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन अलग-अलग हीलियम परमाणु में दो इलेक्ट्रॉनों के लिए 1s कक्षीय के अनुरूप 1s कक्षीय पर कब्जा करते हैं, और इसी कारण से असामान्य स्थिरता प्राप्त करते हैं। 5 नाभिकों के साथ नाभिक सभी बेहद अस्थिर और अल्पकालिक होते हैं, फिर भी, 3 नाभिकों के साथ हीलियम-3, एक बंद 1s कक्षीय कवच की कमी के साथ भी बहुत स्थिर है। 3 नाभिकों वाला एक अन्य नाभिक, ट्राइटन हाइड्रोजन-3 अस्थिर है और अलग होने पर हीलियम-3 में क्षय हो जाएगा। 1s कक्षीय में 2 नाभिकों के साथ कमजोर परमाणु स्थिरता ड्यूटेरॉन हाइड्रोजन-2 में पाई जाती है, जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन संभावित कुओं में से प्रत्येक में केवल एक नाभिक होता है। जबकि प्रत्येक नाभिक एक फर्मियन है, {NP} ड्यूटेरॉन एक बोसॉन है और इस प्रकार खोल के भीतर करीबी पैकिंग के लिए पाउली बहिष्करण का पालन नहीं करता है। 6 नाभिकों के साथ लिथियम-6 एक बंद दूसरे 1 पी खोल कक्षीय के बिना अत्यधिक स्थिर है। कुल नाभिक संख्या 1 से 6 वाले प्रकाश नाभिक के लिए केवल 5 वाले नाभिक स्थिरता के कुछ प्रमाण नहीं दिखाते हैं। बंद कोशों के बाहर प्रकाश नाभिक की बीटा-स्थिरता के अवलोकन से संकेत मिलता है कि परमाणु स्थिरता प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की जादुई संख्या के साथ कोश कक्षकों के सरल बंद होने की तुलना में बहुत अधिक जटिल है। बड़े नाभिकों के लिए, नाभिकों द्वारा कब्जा किए गए कोश इलेक्ट्रॉन कोशों से काफी भिन्न होने लगते हैं, लेकिन फिर भी, वर्तमान परमाणु सिद्धांत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन दोनों के लिए भरे हुए परमाणु कोशों की जादुई संख्या की भविष्यवाणी करता है। स्थिर कोशों का बंद होना असामान्य रूप से स्थिर विन्यास की भविष्यवाणी करता है, जो रसायन विज्ञान में लगभग निष्क्रिय गैसों के महान समूह के समान है। एक उदाहरण 50 प्रोटॉन के बंद खोल की स्थिरता है, जो टिन को किसी भी अन्य तत्व की तुलना में 10 स्थिर समस्थानिक रखने की अनुमति देता है। इसी तरह, शेल-क्लोजर से दूरी आइसोटोप की असामान्य अस्थिरता की व्याख्या करती है, जो इन कणों की स्थिर संख्या से बहुत दूर हैं, जैसे कि रेडियोधर्मी तत्व 43 (टेक्नीटियम) और 61 (प्रोमेथियम), जिनमें से प्रत्येक से पहले और बाद में 17 या अधिक स्थिर तत्व होते हैं। हालांकि खोल मॉडल के साथ समस्याएं हैं जब बंद गोले से अच्छी तरह से दूर परमाणु गुणों के लिए एक प्रयास किया जाता है। इसने प्रायोगिक डेटा को फिट करने के लिए संभावित कुएं के आकार के जटिल पोस्ट हॉक विकृतियों को जन्म दिया है, लेकिन सवाल यह है कि क्या ये गणितीय हेरफेर वास्तव में वास्तविक नाभिक में स्थानिक विकृतियों के अनुरूप हैं। खोल मॉडल के साथ समस्याओं ने कुछ को नाभिक समूहों को शामिल करते हुए यथार्थवादी दो-शरीर और तीन-शरीर परमाणु बल प्रभावों का प्रस्ताव करने और फिर इस आधार पर नाभिक का निर्माण करने के लिए प्रेरित किया है। ऐसे तीन क्लस्टर मॉडल हैं जॉन व्हीलर का 1936 का रेसोनेटिंग ग्रुप स्ट्रक्चर मॉडल, लिनस पॉलिंग का क्लोज-पैक स्फेरॉन मॉडल और मैकग्रेगर का 2डी आइसिंग मॉडल। मॉडलों के बीच निरंतरता जैसा कि अति तरल तरल हीलियम के मामले में होता है, परमाणु नाभिक एक ऐसी स्थिति का एक उदाहरण है जिसमें (1) आयतन के लिए "साधारण" कण भौतिक नियम और (2) तरंग जैसी प्रकृति के लिए गैर-सहज ज्ञान युक्त क्वांटम यांत्रिक नियम दोनों लागू होते हैं। सुपरफ्लुइड हीलियम में, हीलियम परमाणुओं का आयतन होता है, और अनिवार्य रूप से एक दूसरे को "स्पर्श" करते हैं, फिर भी एक ही समय में बोस-आइंस्टीन संघनन के अनुरूप अजीब थोक गुण प्रदर्शित करते हैं। परमाणु नाभिक में नाभिक भी तरंग जैसी प्रकृति प्रदर्शित करते हैं और घर्षण जैसे मानक द्रव गुणों का अभाव होता है। हैड्रॉन से बने नाभिक जो कि फर्मियन हैं, के लिए बोस-आइंस्टीन संघनन नहीं होता है, फिर भी, कई परमाणु गुणों को केवल आयतन के साथ कणों के गुणों के संयोजन से ही समझाया जा सकता है, इसके अलावा इरविन श्रोडिंगर के क्वांटम ऑर्बिटल्स में फंसी वस्तुओं के तरंग जैसे व्यवहार की घर्षण रहित गति विशेषता के अलावा। टिप्पणियों के संदर्भ बाहरी लिंक भी देखें न्यूक्लियस-एक ऑनलाइन पाठ्यपुस्तक द लाइवचार्ट ऑफ न्यूक्लिड्स का एक अध्याय-जावा में आई. ए. ई. ए. या "परमाणु कवच मॉडल" पर एच. टी. एम. एल. लेख, जिसमें विभिन्न तत्वों के लिए परमाणु कवच भरा जाता है। 16 सितंबर, 2009 को पहुँचा गया। समयरेखाः उपपरमाण्विक अवधारणाएँ, परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी। परमाणु परमाणु रसायन परमाणु भौतिकी उपपरमाण्विक कण रेडियोकेमिस्ट्री प्रोटॉन इलेक्ट्रॉन