Apa yang dimaksudkan dengan nukleus di sini
Objek terdiri daripada ketulan-ketulan atom. Atom ini pula terdiri daripada zarah-zarah. Zarah-zarah ini termasuklah elektron, proton dan neutron. Nukleus terdiri daripada nukleon. Nukleon pula gabungan proton dan neutron. Elektron bergerak mengelilingi nukleus.
Elektron bercaj negatif. Proton bercaj positif. Neutron tidak bercaj. Kalau ikutkan proton tak boleh duduk rapat-rapat dan setempat kerana mereka mempunyai caj yang sama masing-masing. Bila caj sama, mereka sepatutnya akan menolak (repel) antara satu sama lain. Tapi disebabkan ada ikatan nuklear, protonproton ini boleh duduk diam-diam.
Pengajian fizik nuklear bermula dengan penemuan radioaktiviti. Apa itu radioaktiviti
Radioaktiviti ataupun dipanggil juga sebagai pereputan radioaktif (radioactive decay) adalah proses pelepasan tenaga (loses energy) oleh atom yang tak stabil. Tenaga ini dilepaskan melalui proses radiasi.
Bahan yang mempunyai atom yang tidak stabil adalah bahan yang mempunyai radioaktif. Atom menjadi tidak stabil apabila bilangan proton dan neutron dalam nukleus melebihi tenaga nuklear yang mengikat.
Terdapat satu lagi istilah yang dipanggil sebagai isotop (isotope). Isotop adalah istilah yang merujuk pada atom-atom yang mempunyai bilangan proton yang sama, tetapi mempunyai bilangan neutron yang berbeza.
Contohnya karbon mempunyai 6 proton dan 6 neutron. Ini adalah karbon yang terdapat dalam jadual berkata (periodic table). Atom karbon ini kadangkala dipanggil karbon-12. Atom ini stabil. Jadi, ia juga dipanggil sebagai isotop stabil.
Tetapi terdapat atom karbon yang lain mempunyai jumlah neutron yang berbeza, lantas memberikan jisim yang berbeza. Contohnya karbon-13 yang mempunyai jumlah neutron sebanyak 7 biji. Karbon-13 masih lagi merupakan isotop yang stabil.
Karbon-14 mempunyai 8 biji neutron. Ini merupakan isotop karbon yang tidak stabil kerana bilangannya neutronnya menyebabkan tenaga nuklear tidak cukup untuk mengikat. Jadi, karbon-14 merupakan isotop yang tak stabil. Inilah yang menyebabkan radioaktiviti.
Radioaktiviti pertama kali ditemui oleh Henri Becquerel pada tahun 1896M ketika melakukan eksperimen ke atas bahan pendarfosfor (phosphorescence) dalam garam uranium. Becquerel dapati uraniaum mampu menghasilkan radiasi. Perkataan radiaoaktiviti dimunculkan hasil daripada eksperimen ini.
Kemudian, radioaktiviti dilakukan kajian lanjut oleh Mari Curie dan suaminya, Pierre Curie. Mereka menemui bahawa radium dan polonium juga mempunyai radioaktiviti. Lama-lama kelamaan, semakin ramai saintis menemui bahan-bahan yang mempunyai radioaktiviti.
Selepas itu, saintis mendapati radioaktiviti tidak berlaku hasil daripada sebarang daya fizikal ataupun tindak balas kimia daripada luar. Maka, mereka berkonklusi ia mesti datangnya daripada dalam bahan itu sendiri. Dan ia jelas, mereka dapati sumber radioaktiviti berasal daripada nukleus atom. Pereputan (decay) nukleon yang tidak stabil telah menghasilkan radioaktiviti. Pereputan ini adalah pelepasan sejenis radiasi.
Kemudian, saintis mengkaji jenis-jenis radiasi yang dihasilkan oleh atom yang tidak stabil ini. Ia dimulakan oleh Ernest Rutherford pada tahun 1898M. Mereka dapati radiasi ini dibahagikan kepada tiga jenis iaitu radiasi alpha, beta dan gamma.
Pengkelasan ini dibahagikan mengikut tahap penembusan (penetration) radiasi ini. Gamma adalah radiasi yang paling kuat penembusannya ke atas bahan. Seterusnya radiasi beta. Kemudian, radias alpha.
Setiap radiasi ini mempunyai caj yang berbeza. Zarah alfa bercaj positif, zarah beta bercaj negatif dan sinaran gamma tidak bercaj.
Pada tahun 1905M, Einstein telah membentuk persamaan matematik yang paling popular iaitu E=mc2. Persamaan ini menjelaskan kesetaraan jisim dan tenaga (mass-energy equivalence). Ini bermaksud semakin berat jisim atom yang tak stabil itu, maka tenaga yang dilepaskan semakin tinggi.
