రోమ్ నగర నిర్మాణం ఒక్కరోజులో పూర్తికాలేదు. అలాగే, పరమాణు కేంద్రకం కూడా. కేంద్రక కణాలైన ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు అతిస్వల్ప పరిమాణం అంటే.. 10^-15 మీటర్లలో ఒక చోట గుమిగూడి అత్యంత తీవ్రత గల శక్తితో ఉండటం ఆశ్చర్యకరమైన విషయం. కేంద్రకాన్ని ఉత్పన్నం చేసే బంధన శక్తి కేంద్రక కణాల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కేంద్రకం సుమారు 10^-15 మీటర్ల వ్యాసార్ధం ఉండే గోళాకార స్వరూపం (10^-15 m = 1 ఫెర్మి). పరమాణువు యొక్క పరిమాణం ఒక పెద్ద బస్సుగా ఊహిస్తే, కేంద్రకం ఈ వాక్యం చివర ఉండే బిందువు (చుక్క) పరిమాణంలో ఉంటుంది.
                 లార్డ్ రూథర్‌ఫర్డ్ అనే శాస్త్రజ్ఞుడు పరమాణువు మధ్య ప్రదేశమైన 'కేంద్రకాన్ని' (nucleus) ఆవిష్కరించాడు. కేంద్రకాలు పరమాణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి, శక్తులు కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి. హెన్రీబెకరల్ అనే శాస్త్రజ్ఞుడు ఆవిష్కరించిన 'రేడియో ధార్మికత' అనే దృగ్విషయం 'కేంద్రక భౌతికశాస్త్రం' (న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్) అనే కొత్త అధ్యయనాన్ని భౌతికశాస్త్రానికి సమకూర్చింది.
థామ్సన్ - రాంట్‌జన్ - బెకరల్ (త్రిమూర్తులు) 
                 జె.జె. థామ్సన్ 1879లో ఆవిష్కరించిన కాథోడ్ కిరణాల (ఎలక్ట్రాన్ల) ధర్మాలను అధ్యయనం చేస్తున్న రాంట్‌జన్ 1895లో పదార్థాల ద్వారా చొచ్చుకుపోయే కంటికి కనిపించని వికిరణాలైన X - కిరణాలను ఆవిష్కరించాడు.
ఈ ఆవిష్కరణ గురించి తెలుసుకున్న ఫ్రెంచి భౌతికశాస్త్రవేత్త హెన్రీ బెకరల్ X - కిరణాలకు, అవి ప్రతిఫలించినప్పుడు ప్రతిదీప్త పదార్థాలు వెలువరించే కాంతికి మధ్య గల సంబంధాన్ని కనుక్కునే ప్రయోగాలు చేయసాగాడు. ఆ పరిశోధనలో భాగంగా ఆయన కొన్ని స్ఫటికాలపై సూర్యరశ్మిని ప్రసరింపజేస్తే వాటి నుంచి వెలువడే వికిరణాలు నల్లటి కాగితం ద్వారా కూడా చొచ్చుకుపోయి ఆ కాగితాల్లోని ఫొటోగ్రాఫిక్ ప్లేట్లను ప్రభావితం చేస్తున్నట్లు గమనించాడు. ఈ ఫలితానికి కారణం సూర్యరశ్మి వల్ల ప్రేరేపితమైన ప్రతిదీప్తి (fluroscence) అని బెకరల్ భావించాడు.

కొత్త ఆవిష్కరణ... 
             1896లో ఒకసారి వరుసగా మూడు రోజులపాటు ఆకాశం మేఘావృతమై ఉండటంతో బెకరల్ 'పొటాషియం యురానైల్ సల్ఫేట్' అనే స్ఫటికంపైసూర్యరశ్మిని ప్రతిఫలించలేకపోయాడు (మానవాళి అదృష్టం కొద్దీ ఆయన ఆ విచిత్రమైన స్ఫటికాన్ని తన ప్రయోగానికి ఎంచుకున్నాడేమో..!) దాంతో విసుగెత్తిన ఆయన ఆ స్ఫటికాన్ని తన లేబొరేటరీలోని అలమారాలో విసిరేశాడు. నాలుగోరోజు కూడా సూర్యుడు దర్శనమివ్వకపోవడంతో, తన రోజువారీ శాస్త్ర అధ్యయనానికి కొంత విరామం ఇవ్వాలనుకొని, తన స్నేహితురాలి ఫొటోగ్రాఫ్ తీయడంలో నిమగ్నమయ్యాడు.

స్నేహితురాలి చిత్రంతో పాటు... లాబ్ తాళం చెవి! 
             ఆ తర్వాత బెకరల్ తన కెమెరాలోని ఫిల్మ్‌ను డెవలప్ చేసినప్పుడు తన స్నేహితురాలి చిత్రంతో పాటు, తన లేబొరేటరీ 'కీ' కూడా ఆ ఫొటోలో కనిపించడంతో సంభ్రమాశ్చర్యాలకు గురయ్యాడు! కానీ ఆయనకు ఒక విషయం తెలుసు. లాబ్‌లోని అలమారాలో నల్లటి కాగితంలో ఫొటోగ్రాఫిక్ ఫిల్ముతో పాటు, తన 'లాబ్‌కీ' డూప్లికేటు కూడా ఉంది.
కొంచెం నింపాదిగా ఆలోచించిన ఆయన తనకు తెలియని ఏవో కొన్ని నిగూఢమైన వికిరణాలు అలమారాలోనే ఉత్పన్నమై, నల్లటి కాగితం ద్వారా చొచ్చుకుపోయి ఫొటోగ్రాఫ్ ఫిల్మును ప్రభావితం చేస్తున్నాయనే నిర్ధారణకు వచ్చాడు. ఆ కిరణాలు పయనించే మార్గంలో లాబ్‌కీ ఉండటంతో అది కూడా ఫొటోలో పడింది. దాంతో, అలమారాలో ఆ వికిరణాలకు కారణమైన మూలాన్ని ఆత్రుతగా వెతికే ప్రయత్నంలో ఉన్న బెకరల్‌కు పిన్నులు, రబ్బరుబాండ్లు, పేపర్ క్లిప్‌లతో పాటు తాను అంతకు ముందు విసిరేసిన 'పొటాషియమ్ యురానైల్ సల్ఫేట్' స్ఫటికం కనిపించింది.

బెకరల్ కిరణాలు 
             ఇంతకీ జరిగిందేమంటే, సూర్య కిరణాలు తనపై పడకపోయినా, పొటాషియం యురానైల్ సల్ఫేట్ స్ఫటికం కంటికి కనిపించని, పదార్థాల ద్వారా చొచ్చుకుపోయే వికిరణాలను స్వతహాగా ఉద్గారిస్తుందన్న మాట. ఈ వికిరణాలు కాంతి నిరోధక పదార్థాల ద్వారా చొచ్చుకుపోవడమే కాకుండా 'గాలి'లో అయనీకరణం కలిగిస్తాయి. ఈ కిరణాలకు 'బెకరల్ కిరణాలు'గా నామకరణం చేశారు.

మేరీక్యూరీకి రెండు నోబెల్ బహుమతులు!
             1895 సంవత్సరాంతంలో మేరీక్యూరీ అనే పోలిష్ యువతి తన 'డాక్టరేట్' అధ్యయనానికి సరికొత్త అంశాన్ని అన్వేషిస్తూ ఉంది. ఆ ప్రయత్నంలో ఆమెకు 'బెకరల్ కిరణాలు' తన పరిశోధనకు సరైన అంశంగా తోచాయి. ఆ పరిశోధనలో తనకు మార్గదర్శకత్వం వహించిన 'పియర్ క్యూరీ' అందించిన సహాయ సహకారంతో (తర్వాత ఆమె ఆయన్ని వివాహమాడింది.
అందుకే ఆమె పేరులో 'క్యూరీ' అనే పదం చేరింది) పొటాషియం యురానైల్ సల్ఫేట్ ఉద్గారించే వికిరణాల తీవ్రత ఆ స్ఫటికంలో ఉండే 'యురేనియం' పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని సిద్ధాంతీకరించింది. ఆ తర్వాత 'థోరియం' మూలకం కూడా అలాంటి వికిరణాలను ఉద్గారిస్తుందని కనిపెట్టింది. ఆ తర్వాత తన దృష్టిని యురేనియం ముడి లోహమైన 'పిచ్‌బ్లెండ్'పై కేంద్రీకరించింది. యురేనియంతో పాటు ఆ ముడి పదార్థం నుంచి 'పొలోనియం' (తన స్వదేశమైన 'పోలెండ్' పేరిట), అత్యధికంగా వికిరణాలను ఉద్గరించే 'రేడియం'ను ఆవిష్కరించి, వికిరణాలను ఉద్గారించే ఈ ప్రక్రియకు 'రేడియో ధార్మికత' (Radio activity)అని నామకరణం చేసింది (లాటిన్‌లో 'రేడియస్' అంటే 'రే', కిరణం అని అర్థం).
              వేర్వేరు ప్రాథమిక శాస్త్ర అధ్యయనాల్లో రెండు నోబెల్ పురస్కారాలను అందుకున్న ఏకైన శాస్త్రవేత్త మేరీక్యూరీ! ఒక నోబెల్ బహుమతిని భౌతికశాస్త్రంలో తన భర్త పియర్ క్యూరీ, బెకరెల్ కిరణాల ఆవిష్కర్త హెన్రీ బెకరల్‌తో కలిసి అందుకున్నారు. మరొకటి తానే సొంతంగా రసాయన శాస్త్రంలో దక్కించుకుంది. విషాదకరమైన విషయమేమంటే, మేరీక్యూరీ తాను ఆవిష్కరించిన రేడియో ధార్మిక వికిరణాల ద్వారా తనకు తెలియకుండానే సంక్రమించిన 'లుకేమియా' (బ్లడ్ కాన్సర్) వ్యాధికి బలికావడం!!

రేడియో ధార్మికత
          ఎక్కువ పరమాణుభారం ఉన్న పరమాణువుల కేంద్రకాలు తమంతట తామే విచ్ఛిన్నమవుతూ, పదార్థాల ద్వారా చొచ్చుకుపోయే ఆల్ఫా, బీటా, గామా వికిరణాలను ఉద్గారించే ప్రక్రియను 'రేడియో ధార్మికత' అంటారు.
* ఈ చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యం α కంటే β వికిరణాలకు, β కంటే γ కిరణాలకు ఎక్కువగా ఉంటుంది.
* రేడియోధార్మిక వికిరణాలు ఉత్పన్నమయ్యేది పరిమాణు కేంద్రకాలు చిన్నాభిన్నం కావడం వల్లే. ఈ ప్రక్రియలో ఉద్గారమయ్యే ధనావేశిత α కణాలు ధనావేశం ఉండే ప్రోటాన్లు కావు. రుణావేశం ఉండే β కణాలు పరమాణు కక్ష్యల్లో పరిభ్రమిస్తున్న రుణావేశం ఉండే ఎలక్ట్రాన్లు అనుకుంటే పొరబాటే. ఏ విద్యుదావేశం లేని γ కిరణాలు (తరంగాలు) కేంద్రకంలోని విద్యుదావేశం లేని న్యూట్రాన్లు ఏమాత్రం కాదు. ఈ వికిరణాలన్నీ కేంద్రకం నుంచి ఉద్గారమవుతాయి.
* α కణాల అయనీకరణ సామర్థ్యం β కిరణాల కంటే వందరెట్లు ఎక్కువ. γ కిరణాల అయనీకరణ సామర్థ్యం కంటే వెయ్యిరెట్లు ఎక్కువ.
* γ కిరణాలు అతితక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం (~ 1 Aº) ఉండే విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు.
రేడియోధార్మిక స్థానభ్రంశ నియమాలు
మొదటి నియమం: ఒక రేడియోధార్మిక మూలకం, విద్యుదావేశం 2, ద్రవ్యరాశి 4 ఉన్న ఒక α కణాన్ని ఉద్గారిస్తే, దాని పరమాణుసంఖ్య 2 వరకు, పరమాణుభారం 4 వరకు తగ్గి జనక పరమాణువు మరో మూలకంగా (జన్య మూలకం) రూపాంతరం చెందుతుంది. కొత్తగా ఏర్పడిన మూలకం అపవర్తన పట్టికలో రెండు స్థానాలు కిందికి దిగుతుంది.

రెండో నియమం: ఒక రేడియోధార్మిక మూలకం విద్యుదావేశం 1, ద్రవ్యరాశి అత్యల్పంగా ఉండే ఒక β కణాన్ని వెలువరిస్తే, అది జనకపరమాణువు పరమాణు సంఖ్య కంటే 1 ఎక్కువగా ఉండే జన్యపరమాణువుగా రూపాంతరం చెందుతుంది. పరమాణుభారంలో ఏ మార్పు ఉండదు. ఆ విధంగా కొత్తగా ఏర్పడిన మూలకం అపవర్తన పట్టికలో ఒక స్థానం పైకి వెళ్తుంది.
               
చివరకు మిగిలేది
              కొత్తగా ఏర్పడిన మూలకం కూడా రేడియోధార్మికత కలిగి ఉండటమే కాకుండా, ఆ మూలకం విఘటన చెంది మరో మూలకంగా, అది ఇంకో మూలకంగా, ... ఆ విధంగా ఒక రేడియోధార్మిక మూలకాల శృంఖలం ఏర్పడి, విఘటనం చెందుతూ చివరకు స్థిరమైన సీసపు ఐసోటోప్‌గా మిగిలిపోతుంది. అంతటితో రేడియోధార్మికత కూడా ఆగిపోతుంది.
నాలుగు శ్రేణులు: ఈ రేడియోధార్మిక శృంఖలాలను 'రేడియోధార్మిక శ్రేణులు' అంటారు.
i) యురేనియం - రేడియం శ్రేణులు
ii) ఆక్టీనియమ్ శ్రేణులు
iii) థోరియం శ్రేణులు
iv) నెప్ట్యూనియమ్ శ్రేణులు

α నో, నో, రెండూ కాదు - ఒకసారికి ఒకటే!
              రేడియోధార్మిక రూపాంతరంలో ఒక పరమాణువు ఏకకాలంలో α కణాన్నో  లేక β కణాన్నో ఉద్గారిస్తుంది. ఒకేసారి రెండు కణాలూ వెలువడవు. ఒకేసారి ఒకేరకమైన రెండు కణాలు వెలువడవు.
రేడియోధార్మిక క్షయ నియమాలు
రేడియోధార్మికత యాదృచ్ఛికంగా (అనుకోకుండా) జరిగే ప్రక్రియ:
            రేడియోధార్మికత కలిగిన పరమాణువులు అస్థిరంగా ఉండటమే కాకుండా ఆ ప్రక్రియ యాదృచ్ఛికంగా జరిగేది కావడంతో రేడియోధార్మికత సంభావ్యతా నియమాలను (Laws of probability)ని పాటిస్తాయి. ఒక పరమాణువు విచ్ఛేదం చెందిందంటే దాని నుంచి α లేదా β కణం వెలువడిందన్నమాట. రేడియోధార్మిక పదార్థంలోని ఏ పరమాణువు ముందుగా విఘటన చెందుతుందనే విషయం 'ఛాన్స్'పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆ విధంగా 'రేడియోధార్మిక క్షయం' ఒక 'గణాంక సంబంధిత ప్రక్రియ'.
మొదటి రేడియోధార్మిక క్షయనియమం: రేడియోధార్మికతను ప్రదర్శించే ప్రతి మూలకం α, β , γ కిరణాలను ఉద్గారిస్తూ స్థిరంగా విచ్ఛిన్నమవుతూ తాజా రేడియోధార్మికతతో కూడిన ఉత్పత్తులను ఇస్తుంటుంది. ఈ తాజా ఉత్పత్తులు (జన్యక మూలకాలు), జనకమూలకాల్లా కాకుండా సరికొత్త రసాయనిక, రేడియోధార్మిక ధర్మాలతో ఉంటాయి.
 

రెండో రేడియోధార్మిక క్షయనియమం: విచ్ఛిన్నరేటు అంటే సెకనుకు విచ్ఛిన్నమయ్యే పరమాణువుల సంఖ్య.
ఏ సమయంలోనైనా ఆ సమయంలో ఉండే పరమాణువుల సంఖ్యకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియకు ఉష్ణోగ్రత, పీడనం రసాయనిక కలయికల్లాంటి పరిసర భౌతిక నిబంధనలతో సంబంధం లేదు.
* ఒక రేడియోధార్మిక మూలకంలో t కాలంలో వి పరమాణువులు ఉండి, ∝N పరమాణువులు dt కాలంలో విఘటనం చెందితే, రెండో రేడియోధార్మిక క్షయ నియమం ప్రకారం 
   
ఇక్కడ λ, రేడియోధార్మిక క్షయ స్థిరాంకం,
(-) రుణసంజ్ఞ విఘటన ఎక్కువయ్యేకొద్దీ, 
N విలువ తగ్గుతుందని సూచిస్తుంది.
* విఘటనం ప్రారంభం కాకముందు
మూలకంలో ఉండే పరమాణువులు N₀ అయితే,  అని చూపవచ్చు.
            ఈ సమీకరణం కాలం గడిచే కొద్దీ రేడియోధార్మిక మూలకంలోని పరమాణువుల సంఖ్య 'ఎక్స్‌పోనెన్షియల్' (exponential) పద్ధతిలో తగ్గుతుందని తెలుపుతుంది. అంటే, కాలం గడిచే కొద్దీ విఘటన ప్రక్రియ నెమ్మదిగా జరుగుతుంది.

అర్ధజీవిత కాలం (Half life period)
              స్వాభావిక రేడియోధార్మిక క్షయ ప్రక్రియ కాలం గడిచే కొద్దీ అతి నెమ్మదిగా జరగడంతో అంటే రేడియోధార్మిక మూలకం పూర్తిగా విచ్ఛేదనం చెందడానికి ఎంతో ఎక్కువకాలం పడుతుంది. కాబట్టి శాస్త్రజ్ఞులు 'అర్ధజీవితకాలం' అనే భావనను ప్రవేశపెట్టారు.
* రేడియోధార్మిక పదార్థపు 'అర్ధజీవితకాలం' అంటే, ఆ పదార్థంలో ప్రాథమికంగా ఉండే పరమాణువుల్లో సగం విఘటనం చెందడానికి పట్టేకాలం.
* ఒక రేడియోధార్మిక పదార్థపు అర్ధజీవితకాలం T అయితే,  అని చూపవచ్చు. ఇక్కడ  రేడియోధార్మిక క్షయ స్థిరాంకం.
* కాబట్టి, అర్ధజీవితకాలం రేడియోధార్మిక పదార్థపు విఘటన స్థిరాంకం (λ)పై ఆధారపడి ఉంటుంది. అంటే, వివిధ పదార్థాల అర్ధజీవితకాలం వేర్వేరుగా ఉంటుంది.
* 'అర్ధజీవితకాలం' భావనను, సమగ్రంగా అర్థం చేసుకోవడానికి, 'రేడియం'ను ఉదాహరణగా తీసుకోండి. సంఖ్య ఎంత ఉన్నా, అందులో సగం రేడియో పరమాణువులు మామూలు పరమాణువులుగా విఘటనం చెందడానికి పట్టేకాలం 1620 సంవత్సరాలు. మిగిలి ఉన్న సగం పరమాణువులు అంటే తొలుత ఉన్న పరమాణువుల్లో 1/4 భాగం విఘటనం చెందడానికి పట్టేకాలం ఆ తదుపరి మరో 1620 సంవత్సరాలు. ఈ సమయం 1620 సంవత్సరాలు 'రేడియం' అర్ధజీవితకాలం.
 

కృత్రిమ లేదా ప్రేరిత రేడియోధార్మికత - తేలికైన మూలకాలు కూడా!
               యురేనియం, ఇతర రేడియోధార్మిక మూలకాల కేంద్రకాలు అస్థిరంగా ఉండటంతో అవి వాటంతట అవే, మరే ప్రమేయం లేకుండా విఘటనం చెంది α, β, γ  కిరణాలను ఉద్గారిస్తున్నాయి. ఈ దృగ్విషయమే 'స్వాభావిక రేడియోధార్మికత.' 
               కానీ, స్థిరంగా ఉండే రేడియోధార్మికత లేని అనేక రసాయనిక మూలకాలను న్యూట్రాన్లతో వికిరణాలకు గురిచేయడం ద్వారా లేదా ప్రోటాన్లు, ఆల్ఫా కణాల్లాంటి బరువైన కణాలతో తాడించడం ద్వారా వాటిని కృత్రిమ పద్ధతిలో రేడియోధార్మిక మూలకాలుగా మార్చవచ్చు.          
                1934 లో 'ఐరీక్యూరీ' (మేరీక్యూరీ పుత్రిక) ఆమె భర్త జూలియట్ క్యూరీ (ఫ్రెడరిక్ జూలియట్) కొన్ని తేలికైన మూలకాలు బోరాన్, మెగ్నీషియం, అల్యూమినియంలను పొలోనియం నుంచి ఉత్పన్నమైన ఆల్ఫా కణాలతో తాడిస్తే అవి రేడియోధార్మిక మూలకాలుగా మారాయి. తాడనం ఆపిన తర్వాత కూడా అవి వికిరణాలను ఉద్గారించాయి. ఈ విధంగా స్థిరంగా ఉండే ఒక పరమాణువును వేగంగా పయనించే కణాలతో తాడించి దాన్ని రేడియోధార్మిక పరమాణువుగా పరివర్తించే ప్రక్రియను 'కృత్రిమ లేదా ప్రేరిత రేడియోధార్మికత' అంటారు.
* ఇలా ఉత్పన్నమైన రేడియోధార్మిక మూలకాల క్రియాశీలత, స్వాభావిక రేడియోధార్మికతల మాదిరే కాలక్రమేణా తగ్గుతుంది. కానీ, వీటి అర్ధజీవితకాలాలు 'అతి తక్కువ'గా ఉంటాయి.
* కృత్రిమ రేడియోధార్మికతను ప్రదర్శించే మూలకాలు మామూలుగా వెలువరించే కణాలు ఎలక్ట్రాన్లు - 'పాజిట్రాన్లు' (పాజిట్రాన్, ఎలక్ట్రాన్‌కు విరుద్ధ ద్రవ్యం. కాస్మిక్ కిరణాలపై అయస్కాంత క్షేత్రాలు చూపే ప్రభావాలను అధ్యయనం చేస్తూ 'అండర్‌సన్' అనే భౌతిక శాస్త్రజ్ఞుడు వీటిని ఆవిష్కరించాడు).

కొన్ని కేంద్రక చర్యలు
* పొలోనియం నుంచి ఉత్పన్నమయ్యే 'ఆల్ఫా' కణాలతో 'అల్యూమినియం'ను తాడిస్తే 'రేడియో ఫాస్ఫరస్' ఉత్పన్నమవుతుంది. 
              
      ఇక్కడ అల్యూమినియం మూలకం రేడియో ఫాస్ఫరస్ (ఫాస్ఫరస్ ఐసోటోప్)గా పరివర్తనం చెందుతుంది. పరమాణు సంఖ్య ఒకటిగానే ఉండి, వేర్వేరు ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలున్న మూలకాలను ఒక మూలకం యొక్క 'ఐసోటోప్‌లు' అంటారు. ఉదాహరణకు 1H¹, 1H², 1H³ అంటే హైడ్రోజన్, డ్యూటిరాన్, ట్రిటియమ్‌లు ఒకే హైడ్రోజన్ మూలకం యొక్క ఐసోటోప్‌లు. అదే విధంగా రేడియోధార్మిక ఫాస్ఫరస్, ఫాస్ఫరస్ యొక్క ఐసోటోప్. అలాంటి ఐసోటోప్‌లను 'రేడియో ఐసోటోప్‌లు' అంటారు. 
ఈ రేడియోధార్మిక ఫాస్ఫరస్ అర్ధజీవితకాలం 2.5 నిమిషాలు మాత్రమే. దాంతో అస్థిరత్వం అతిగా ఉన్న ఈ ఐసోటోప్ విఘటనం చెంది స్థిరంగా ఉండే 'సిలికాన్' పరమాణువును ఉత్పన్నం చేయడమే కాకుండా 'పాజిట్రాన్'ను ఉద్గారిస్తుంది.

* మూలకాలను ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు, డ్యుటిరాన్లు, ఫోటాన్లతో తాడించినప్పుడు కూడా కృత్రిమ రేడియోధార్మికత ప్రదర్శితమైంది. కృత్రిమ రేడియోధార్మిక మూలకాలు (రేడియో ఐసోటోప్‌లు) పాజిట్రాన్‌లను, ఎలక్ట్రాన్లను మాత్రమే ఉద్గారిస్తాయి. వాటితోపాటు కొన్నిసార్లు γ కిరణాలు వెలువడతాయి. అంతేకానీ స్వాభావిక రేడియోధార్మిక మూలకాల్లా α కణాలను ఉద్గారించవు. 
      ప్రస్తుతం స్థిర మూలకాలను న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లలో ఉంచి రేడియో ఐసోటోప్‌లను తయారుచేస్తున్నారు (మనదేశంలో ముంబయిలోని బాబా అటమిక్ రిసెర్చ్ సెంటర్‌లో).
రియాక్టరులో ఎక్కువ సంఖ్యలో ఉత్పన్నమయ్యే న్యూట్రాన్లతో కావాల్సిన మూలకాలను తాడించి అయోడిన్-131, ఫాస్ఫరస్-30, కోబాల్ట్-60 లాంటి ముఖ్యమైన రేడియో ఐసోటోప్‌లను ఉత్పన్నం చేస్తారు.
 

కొన్ని రేడియోధార్మిక మూలకాలు, ఐసోటోప్‌ల అర్ధజీవిత కాలం

రేడియో ఐసోటోప్‌ల ఉపయోగాలు
i) వైద్యశాస్త్రంలో, రోగనిర్ధారణకు, నివారణకు: * దేహంలోని రక్తప్రవాహంలో ఎక్కడైనా రక్తం గడ్డకడితే, ఆ ప్రదేశాన్ని గుర్తించడం.
* దేహంలోకి ప్రవేశించిన మందు సరిగా ప్రసరిస్తుందో లేదో అని ట్రేసర్ మూలకంగా రేడియో సోడియం ఉపయోగపడుతుంది.
* రేడియో ఫాస్ఫరస్ ఐసోటోప్ నుంచి వెలువడే వికిరణాలు లుకేమియా వ్యాధి నివారణకు ఉపయోగపడతాయి.
ii) జీవశాస్త్రంలో: * మాలిక్యులర్ బయాలజీలో వినాశక ప్రభావాల కోసం రేడియో ఐసోటోప్‌లను వాడతారు.
* రేడియోధార్మిక వికిరణాలను మందులు, సర్జరీలో ఉపయోగించే సాధనాలకు సూక్ష్మక్రిములు చేరకుండా ఉపయోగిస్తారు.
iii) వ్యవసాయంలో: రేడియో ట్రేసర్‌ల రూపంలో రేడియో ఐసోటోప్‌లు ఉపయోగపడతాయి. వీటి సాయంతో మొక్కల్లో సరికొత్త లక్షణాలను సృష్టించవచ్చు.
iv) పరిశ్రమల్లో: వేగంగా కదిలే యంత్ర విభాగాల్లో ఉత్పన్నమయ్యే ఘర్షణ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి యంత్రభాగాల్లో అరుగుదలను కనుక్కోవడానికి రేడియో ఐసోటోప్‌లు ఉద్గారించే వికిరణాలు ఉపయోగపడతాయి.
v) లోహపు పోతల్లో లోపాలను కనుక్కోవడానికి, కాగితం, ప్లాస్టిక్, రబ్బరు రేకుల మందాన్ని నియంత్రించడంలో రేడియో ఐసోటోప్‌లను ఉపయోగిస్తారు.
 

కార్బన్ - 14 డేటింగ్ (Radio Carbon Dating)
ప్రాచీన శిలలు, గ్రంథాల జీవితకాలాన్ని నిర్ధారించడంలో రేడియో ఐసోటోప్‌ల ప్రమేయం ఉంటుంది.

న్యూట్రాన్ ఆవిష్కరణ:
1920లోనే రూథర్‌ఫర్డ్ న్యూట్రాన్ ఆవశ్యకత, ఉనికి గురించి ఊహించాడు. కానీ ఆ కణం విద్యుదావేశం లేనిదవడంతో ప్రయోగపూర్వకంగా (అంటే మేఘఘటిక - Cloud chamber లాంటి ఏ కణ శోధకం ద్వారా) దాన్ని కనిపెట్టలేకపోయారు.  1930లో బెతే, బెకర్ అనే జర్మన్ శాస్త్రజ్ఞులు కొన్ని తేలికైన 'బెరీలియం', బోరాన్ లాంటి మూలకాలను పొలోనియం ఉద్గారించే α కణాలతో తాడిస్తే పదార్థాల ద్వారా అతిగా చొచ్చుకుపోయే వికిరణాలు ఉత్పన్నమవడం గమనించారు. కానీ వారు ఆ వికిరణాలు అత్యంత శక్తిమంతమైన గామా కిరణాలని ఊహించారు (పొరబడ్డారు).
             ఈ వికిరణాలు పారఫిన్, హైడ్రోజన్ కలిగి ఉన్న మిగతా పదార్థాల నుంచి ప్రోటాన్లను తొలగించడాన్ని జూలియట్ - క్యూరీ గమనించారు.

జూలియట్ - క్యూరీలకు అంతకు పదేళ్లకు ముందు రూథర్‌ఫర్డ్ ఊహించిన కణాల సంగతి తెలియదు. దాంతో వారు ఈ వికరణాల గురించి ఎలాంటి వివరణ ఇవ్వలేకపోయారు. ఆ తర్వాత 1932లో ఛాడ్విక్ ఈ ప్రయోగాన్ని తిరిగి అధ్యయనం చేసి ఈ 'తెలియని కిరణాలు' విద్యుదావేశం లేని ప్రోటాన్లతో సమానమైన ద్రవ్యరాశి గలవని నిర్ధారించి ఆ కణాలకు 'న్యూట్రాన్లు'గా పేరు పెట్టాడు. న్యూట్రాన్లు ఈ కింది సమీకరణాలను అనుసరించి వెలువడతాయి.
i) బెరీలియం నుంచి: ₄Be⁹ + ₂He⁴  ₆C¹³  ₆C¹² + _On¹ (న్యూట్రాన్)
ii) బోరాన్ నుంచి: ₅B¹¹ + ₂He⁴   ₇N¹⁴ + _On¹ (న్యూట్రాన్)
 

పరమాణుశక్తి 
కేంద్రక కణాలు (న్యూక్లియాన్లు): పరమాణు కేంద్రకంలో ఉండే ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లను 'న్యూక్లియాన్లు' అంటారు. ప్రోటాన్‌కు పరిమాణంలో ఎలక్ట్రానుపై ఉన్నంత ధనావేశం (1.6 × 10^-19 కూలూంబ్) ఉంటుంది. ప్రోటాన్ ద్రవ్యరాశి ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశి కంటే చాలా ఎక్కువ. న్యూట్రాన్ ఏ విద్యుదావేశం లేని కణం. దాని ద్రవ్యరాశి ప్రోటాన్ ద్రవ్యరాశి కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
కేంద్ర బలాలు: పరమాణువులో ఉండే 'కేంద్రకం' యొక్క అస్తిత్వానికి (ఉనికికి) కారణం 'కేంద్రక బలం' అనే అత్యంత శక్తిమంతమైన బలం. ఇవి రెండు కేంద్రక కణాల మధ్య పనిచేస్తే అల్ప వ్యాపక బలాలు. ఇవి మూడు రకాలు:
1. ప్రోటాన్ న్యూట్రాన్ మధ్య ఉండే బలం (Pn బలం)
2. రెండు ప్రోటాన్ల మధ్య ఉండే బలం (PP బలం)
3. రెండు న్యూట్రాన్ల మధ్య ఉండే బలం (nn బలం)
i) ఈ బలాలు సమాన పరిమాణం గల ఆకర్షక బలాలు. వీటిపై విద్యుదావేశ ప్రమేయం ఉండదు.
ii) ప్రకృతిలో ఇవి అతి శక్తిమంతమైన బలాలు. న్యూక్లియాన్ల మధ్య ఉండే గురుత్వ, విద్యుత్ (కూలూంబ్), కేంద్రక బలాల నిష్పత్తి F_g : F_e : F_n = 1 : 10³⁶ : 10³⁸
iii) ఈ బలాలు న్యూక్లియాన్ భ్రమణంపై (స్పిన్) ఆధారపడి ఉంటాయి. రెండు న్యూక్లియాన్ల భ్రమణాలు (స్పిన్‌లు) సమాంతరంగా ఉంటే, వాటి మధ్య బలాలు దృఢంగా, శక్తిమంతంగా ఉంటాయి. అదే భ్రమణాలు ప్రతి సమాంతరంగా ఉంటే, బలాలు బలహీనంగా ఉంటాయి.
iv) ఈ బలాలు న్యూక్లియాన్లను కలిపే సరళరేఖ వెంట పనిచేయవు. అంటే, అవి కేంద్రీయ బలాలు కావు.
v) న్యూక్లియాన్ల మధ్య  మీసాన్ల వినిమయ (మార్పిడి) ఫలితంగా కేంద్రక బలాలు ఏర్పడతాయి.
 

ద్రవ్యరాశి లోపం, కేంద్రక బంధన శక్తి
               పరమాణు కేంద్రక ద్రవ్యరాశి అందులోని ప్రోటాన్ల, న్యూట్రాన్ల ద్రవ్యరాశుల మొత్తం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ కేంద్రకం యొక్క విరామ ద్రవ్యరాశికి, న్యూక్లియాన్ల మొత్తం విరామ ద్రవ్యరాశికి మధ్య ఉన్న తేడాను 'ద్రవ్యరాశి లోపం' అంటారు. ఈ ద్రవ్యరాశి లోపం (m), ఐన్‌స్టీన్ ద్రవ్యరాశి - శక్తుల మధ్య ఉండే సంబంధాన్ని తెలిపే E = mc² సమీకరణాన్ని అనుసరించి శక్తిగా రూపాంతరం చెందుతుంది. ఈ శక్తి న్యూక్లియాన్‌ను బంధించి ఉంచడానికి కావాల్సిన పొటెన్షియల్‌ను సమకూర్చడంవల్ల దీన్ని 'కేంద్రక బంధన శక్తి' అంటారు.
 

అంటే ద్రవ్యరాశి లోపం 'కేంద్రక బంధనశక్తి'గా మారిందన్న మాట. అందువల్లే, కేంద్రకాన్ని విడివిడిగా విచ్ఛిన్నం చేయాలంటే, అదే శక్తిని కేంద్రకానికి సమకూర్చాలి. ఒక న్యూక్లియాన్‌కు బంధన శక్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, కేంద్రకం అంత స్థిరంగా ఉంటుంది. ఒక న్యూక్లియాన్‌కు ఉండే గరిష్ఠ బంధన శక్తి 8.8 Mev.
 

కేంద్రక విచ్ఛిత్తి ( Nuclear fission)
               1938లో ఆటోహాన్, స్ట్రాస్‌మాన్ అనే శాస్త్రజ్ఞులు యురేనియంను నెమ్మదిగా పయనించే న్యూట్రాన్లతో తాడించడం ద్వారా కలిగే ఫలితాలను కనుక్కుంటుండేవారు. ఆ తర్వాతి 1939లో మేడమ్ మీట్‌నర్, ఆమె మేనల్లుడు ఫ్రిష్ ఈ ప్రయోగాల్లో కొంత పురోగమించి, యురేనియం కేంద్రకానికి స్థిరత్వం చాలా తక్కువగా ఉంటుందని, అది న్యూట్రాన్‌ను పట్టుకున్న తర్వాత, దాదాపు ఒకే పరిమాణం ఉన్న రెండు కేంద్రకాలుగా విడిపోతుంది. ఈ ప్రక్రియకు 'ఫిషన్' (విచ్ఛిత్తి) అనే పేరు జీవ శాస్త్రంలోని కణవిభజన ప్రక్రియ 'ఫిషన్' నుంచి తీసుకోబడింది. 
               యురేనియం - 235ను న్యూట్రాన్లతో తాకిస్తే యురేనియం కేంద్రకం నెమ్మదిగా పయనించే న్యూట్రాన్‌ను పట్టుకోవడంతో అస్థిరమైన ₉₂U²³⁵ ఏర్పడుతుంది. ఈ సంయుక్త కేంద్రకం రెండు సమానమైన భాగాలు బేరియం (₅₆Ba¹⁴¹) క్రిప్టాన్ (₃₆Kr⁹²) గా విడిపోవడమే కాకుండా 3 న్యూట్రాన్లు, Q శక్తి వెలువడతాయి.
* ఆ విధంగా, కేంద్రక విచ్ఛిత్తి అంటే బరువైన పరమాణు కేంద్రకం సమానమైన భాగాలుగా విచ్ఛిన్నమవడంతో పాటు అత్యధిక పరిమాణంలో శక్తి విడుదలవడం.
ఈ చర్యను కింది విధంగా రాయవచ్చు.
₉₂U²³⁵ + ₀n¹ 

కేంద్రక విచ్ఛిత్తిలో విడుదలయ్యే శక్తి:
కేంద్రక విచ్ఛిత్తి అనే ప్రక్రియలో అత్యధిక పరిమాణంలో శక్తి విడుదలవుతుంది. ఈ శక్తి ఉత్పన్నమవడానికి కారణం విచ్ఛిన్నానికి ముందు యురేనియం కేంద్రకం ద్రవ్యరాశి విచ్ఛిన్నమైన తర్వాత ఏర్పడిన ఉత్పాదితాల ద్రవ్యరాశుల మొత్తాని కంటే ఎక్కువగా ఉండటమే. విచ్ఛిత్తికి ముందు, తర్వాతి ద్రవ్యరాశుల మధ్య తేడా ఐన్‌స్టీన్ సమీకరణం E = mc² ప్రకారం శక్తిగా రూపాంతరం చెందడమే. కేంద్రక విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియలో ఒక యురేనియం కేంద్రకం నుంచి సుమారు 200 Mev శక్తి విడుదలవుతుంది. 1 కిలో గ్రాము యురేనియం 3000 టన్నుల బొగ్గును పూర్తిగా మండించినప్పుడు జనించే శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. ఒక గ్రాము యురేనియం ఉన్న రూపంలో విడుదల చేసే శక్తి 1000 కిలోవాట్ల విద్యుత్ సామర్థ్యానికి సమానం. ఈ శక్తి  పదివేల 100 వాట్ల ఎలక్ట్రిక్ బల్బులకు ఒక రోజంతా వెలిగించవచ్చు. ఈ శక్తికి 'కేంద్రక లేదా పరమాణు శక్తి' అంటారు.
 

కేంద్రక సంలీనం (Nuclear fusion)
ఈ ప్రక్రియలో తేలికైన కేంద్రకాలు సంయోగం ఇందులో రెండు లేదా అంత కంటే ఎక్కువ సంఖ్యలో తేలికైన కేంద్రకాలు కలిసిపోయి ఒక బరువైన కేంద్రకం ఏర్పడుతుంది. ఉదాహరణకు, రెండు డ్యుటిరాన్లు (నాలుగు హైడ్రోజన్ కేంద్రకాలు) కలిసిపోయి (ఫ్యూజ్ అయ్యి) ఒక హీలియం కేంద్రకం ఏర్పడటమే కాకుండా అదనంగా 24 Mev ల శక్తి విడుదలవుతుంది. ఆ విధంగా ఏర్పడిన ఒక హీలియం కేంద్రకం ద్రవ్యరాశి తేలికైన (హైడ్రోజన్) కేంద్రకాల ద్రవ్యరాశుల మొత్తం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
ఈ ద్రవ్యరాశుల మధ్య తేడా ఐన్‌స్టీన్ సమీకరణం E = mc² ని అనుసరించి అధిక పరిమాణంలో ఉండే శక్తిగా రూపాంతరం చెందుతుంది. 
₁H² + ₁H²  ₂He⁴ + 24 Mev శక్తి
కేంద్రక సంయోగ ప్రక్రియ జరగాలంటే, తేలికైన కేంద్రకాల వేగం (వాటి మధ్య ఉండే కులూంబ్ వికర్షణ బలాలను అధిగమించడానికి) కావాల్సినంత ఎక్కువగా ఉండాలి. ఈ అత్యధిక వేగాలను పొందడానికి, పదార్థాన్ని అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలకు (107 నుంచి 108 K వరకు) చేర్చాలి (సూర్యుడి అంతర్భాగంలో ఉండే ఈ ఉష్ణోగ్రత కేంద్రక సంయోగం వల్ల జనిస్తుంది).
 

ఆటంబాంబా లేదా హైడ్రోజన్ బాంబా? ఏది ప్రమాదకరం?
              సంయోగం చెందే పదార్థాన్ని అధిక ఉష్ణోగ్రతకు చేరే వరకు మండించకపోతే కేంద్రక సంయోగ ప్రక్రియ జరగదు. అదే కేంద్రక విచ్ఛిత్తిలో న్యూట్రాను ఏ ఉష్ణోగ్రత వద్దనైనా శృంఖల చర్య (అంటే?) ఆరంభిస్తుంది. సంలీన బాంబు (హైడ్రోజన్ బాంబు)లో సంయోగం చెందే పదార్థం ఒక అవధి (limit) లో ఉండాలని లేదు. అదే విచ్ఛిత్తి బాంబు (ఆటంబాంబు) లో పదార్థం ఒక అవధిలో (సందిగ్ధ ద్రవ్యరాశి) ఉండాలి. కేంద్రక సంలీనంలో (హైడ్రోజన్ బాంబు) విడుదలయ్యే శక్తి
(24 Mev) కేంద్రక విచ్ఛిత్తి (ఆటం బాంబు)లో విడుదలయ్యే శక్తి (200 Mev) కంటే చాలా తక్కువ. కానీ కేంద్రక సంయోగంలో తేలికైన ఏక ద్రవ్యరాశి కేంద్రకాలు విడుదల చేసే శక్తి ఏక ద్రవ్యరాశి యురేనియం విచ్ఛిత్తి విడుదల చేసే శక్తి కంటే చాలా ఎక్కువ.
కేంద్రక విచ్ఛిత్తి మిగిల్చే బేరియం, క్రిప్టాన్ లాంటి రేడియోధార్మిక అవశేషాలు భవిష్యత్తులో ఎక్కువ ప్రమాదాన్ని కలిగిస్తాయి. అదే కేంద్రక సంయోగం వల్ల కలిగే ఉత్పాదకాలు ప్రమాదకారులు కావు. ఆ విధంగా, హైడ్రోజన్ బాంబు ప్రయోగించిన వెంటనే అతి ప్రమాదకరమైందయితే, ఆటం బాంబు భవిష్యత్ కాలంలోని మానవాళికి, తరతరాలకు అత్యంత హానికరమైన అణ్యాస్త్రం.
 

శృంఖల చర్య (Chain Reaction)
కేంద్రక విచ్ఛిత్తిలో విచ్ఛిత్తి చెందుతున్న పదార్థం పూర్తిగా విచ్ఛిన్నం చెందే వరకు ఉత్పన్నమవుతున్న న్యూట్రాన్ల సంఖ్య అతి త్వరగా పెరుగుతూ పోయే స్వయం ప్రసరణ ప్రక్రియను 'శృంఖల చర్య' అంటారు.
 

న్యూక్లియర్ రియాక్టర్
న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ అంటే నియంత్రిత శృంఖల చర్య ద్వారా అత్యంత శక్తిమంతమైన కేంద్రక శక్తిని ఉత్పాదించే ఒక అమరిక (యంత్రవిశేషం). దీన్ని పరమాణు రియాక్టర్ లేదా 'అటామిక్ పైల్' అని కూడా అంటారు.
* అనియంత్రిత శృంఖల చర్య 'ఆటంబాంబు'ను సృష్టిస్తుంది
* 1942లో ఎన్రికోఫెర్మి ఆయన సహ శాస్త్రజ్ఞులు షికాగోలో తొలి రియాక్టర్‌ను నిర్మించి, నడిపించారు.
* న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ కేంద్రక విచ్ఛిత్తి ద్వారా శక్తిని ముఖ్యంగా ఉష్ణ శక్తి రూపంలో ఉత్పన్నం చేస్తుంది. అది ఉత్పన్నం చేసే శక్తి ద్వారా విద్యుత్ శక్తిని ఉత్పాదిచడమే కాకుండా ఆ ఆ శక్తిని అనేక శాంతి ప్రయోజనాలకు ఉపయోగించవచ్చు. రియాక్టర్లు వేర్వేరు మూలకాలను రేడియోధార్మిక ఐపోటోప్‌లుగా మార్చడంలో ప్రముఖ పాత్ర వహిస్తాయి. న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌లో ఈ కింది ప్రధాన భాగాలు ఉంటాయి.
 

1. అంతర్భాగం (The Core)
       ఇది రియాక్టర్‌లోని మధ్య భాగం. విచ్ఛిన్నం చేయాల్సిన పదార్థాన్ని (దీన్ని fuel , ఇంధనం అంటారు) ఇక్కడ ఉంచుతారు. సామాన్యంగా వాడే ఇంధనం
ఎ) స్వాభావిక (ప్రకృతిలో లభించే) యురేనియం. దీనిలో 92.18% U235, 0.82% U²³⁸ ఉంటాయి. నిజానికి దీనిలో U²³⁵ ఐసోటోప్ మాత్రమే విచ్ఛిన్నం చెందుతుంది.
బి) థోరియం ఐసోటోప్ Th²³²
సి) ప్లుటోనియం ఐసోటోప్ Pu²³⁹, Pu²⁴⁰. మామూలుగా ఇంధనాన్ని స్తూపాకారపు కడ్డీల రూపంలో, వేర్వేరు అల్యూమినియం డబ్బాల్లో ఒక్కోదాని మధ్య కొంత దూరం ఉండేలా అమరుస్తారు.
 

2. మితకారి (The moderator)
   ఇది 'కేంద్రక విచ్ఛిత్తి ప్రక్రియ' సంభావ్యతను ఎక్కువ చేయడమే కాకుండా శృంఖల చర్యకు మద్దతిస్తుంది. మితకారి ముఖ్యపాత్ర కేంద్రక విచ్ఛిత్తిలో U²³⁵ విడుదల చేసే అతి శక్తిమంతమైన న్యూట్రాన్ల వేగం తగ్గించి వాటిని తాజాగా ఉండే U²³⁵ పరమాణువులను పట్టుకుని వాటిని విచ్ఛిన్నం చేసేలా చేయడం. మితకారి న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని తగ్గించకపోతే వాటిని U²³⁸ పరమాణువులు శోషిస్తాయి. U²³⁸ పరమాణువులు కేంద్రక విచ్ఛిత్తిని పొందలేవు.
* భారజలం (హెవీ వాటర్) - ఇది ఆక్సిజన్, డ్యుటీరియమ్‌ల సంయోగం, గ్రాఫైట్, బెరీలియంలను మితకారులుగా ఉపయోగిస్తారు.
 

3. నియంత్రక వ్యవస్థ (Control System)
      నియంత్రక వ్యవస్థ శృంఖల చర్య రేటును క్రమబద్ధీకరించడమే కాకుండా ఆ చర్యను అప్రయత్నంగా (తనంతట తానే) కొనసాగకుండా అడ్డుకుంటుంది. రియాక్టర్ అంతర్భాగంలోకి నియంత్రణ కడ్డీలను చొప్పించడం ద్వారా ఈ కార్యాన్ని సాధించవచ్చు. ఈ కడ్డీలను కాడ్మియమ్, బోరాన్‌లతో తయారుచేస్తారు. ఈ కడ్డీలు ఏ మార్పు పొందకుండా న్యూట్రాన్లను శోషిస్తాయి. ఆవిధంగా చర్యాశీలత (reactivity) స్థాయిని తగ్గించవచ్చు.
 

4. న్యూట్రాన్ పరావర్తకం (Neutron Reflection)
       రియాక్టర్ తలాలపై పరావర్తకాలను అమర్చడం ద్వారా న్యూట్రాన్ల 'లీకేజ్' (leakage) చాలావరకు తగ్గించవచ్చు. దాంతో రియాక్టర్‌లో న్యూట్రాన్ అభివాహాన్ని (flux) ఎక్కువ చేయవచ్చు.
 

5. శీతలీకరణ వ్యవస్థ (Coolant)
     'కూలెంట్' కేంద్రక విచ్ఛిత్తి వల్ల ఉత్పన్నమైన ఉష్ణశక్తిని రియాక్టర్ అంతర్భాగం నుంచి ఆ శక్తి ఏర్పడిన వెనువెంటనే తొలగిస్తుంది. అది ఉష్ణశక్తిని న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్ యొక్క మిగతా వ్యవస్థలకు అందజేస్తుంది. అంతేకాకుండా కూలెంట్ రియాక్టర్ అంతర్భాగంలోని ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించి, అది ఎక్కువగా వేడెక్కకుండా నిరోధిస్తుంది.
* మామూలుగా వాడే కూలెంట్లు a) గాలి, CO₂ లేదా హీలియం b) నీరు, ఇతర ద్రవాలు c) కొన్ని లోహాలు లేదా లోహమిశ్రమాలు.
 

6. షీల్డులు (కవచాలు) - రక్షణ వ్యవస్థ (Safety System)
     రియాక్టర్ ప్రాంతంలో ఉండే శాస్త్రజ్ఞులకు, వర్కర్లకు గామాకిరణాల లాంటి రేడియేషన్ల వల్ల (ఇవి రియాక్టర్ నుంచి వెలువడతాయి) ప్రమాదం జరగకుండా మందమైన కాంక్రీట్ సీసపు (lead) గోడలను రియాక్టర్ చుట్టూ నిర్మిస్తారు. మరీ ప్రమాదం ముంచుకొస్తే, సెమీరియం ఆక్సైడ్ (సెమేరియం, ఆక్సిజన్‌ల మిశ్రమం) ఉండలను రియాక్టర్ 'కోర్'లోకి ప్రవేశపెడతారు. ఇవి వీలైనన్ని న్యూట్రాన్లను శోషించడంతో శృంఖల చర్య ఆగిపోతుంది. 
 

ప్రాథమిక కణాలు (Elementary Particles)
పదార్థంతో నిర్మితమైన, విభజించడానికి వీలుకాని అంశాలను 'ప్రాథమిక కణాలు' అంటారు.
¤ ప్రతి కణానికి ఒక విరుద్ధ కణం ఉంటుంది. ప్రాథమిక కణాలను ఈ విధంగా వర్గీకరించవచ్చు.
i) ఫోటాన్లు
ii) గ్రావిటాన్లు
iii) లెప్టాన్లు
iv) హార్డాన్లు
హార్డాన్లను మళ్లీ a) మీసాన్లు b) బార్యాన్లుగా విభజిస్తారు. ఇవి చర్యల్లో పాల్గొనే తీవ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది.
* ఈ పేర్లన్నీ గ్రీకు పదాలే. లెప్టాస్ అంటే చిన్నవి, మిసాస్ అంటే మధ్యస్థం, బారీ అంటే భారమైన (heay) అని అర్థం.
* బార్యాన్లను (Baryons) న్యూక్లియాన్లు (ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు), హైపరాన్లు (Hyperons)గా విభజిస్తారు. రియాక్టర్ ప్రాంతంలో ఉండే శాస్త్రజ్ఞులకు, వర్కర్లకు గామాకిరణాల లాంటి రేడియేషన్ల వల్ల (ఇవి రియాక్టర్ నుంచి వెలువడతాయి) ప్రమాదం జరగకుండా మందమైన కాంక్రీట్ సీసపు (lead) గోడలను రియాక్టర్ చుట్టూ నిర్మిస్తారు. మరీ ప్రమాదం ముంచుకొస్తే, సెమీరియం ఆక్సైడ్ (సెమేరియం, ఆక్సిజన్‌ల మిశ్రమం) ఉండలను రియాక్టర్ 'కోర్'లోకి ప్రవేశపెడతారు. ఇవి వీలైనన్ని న్యూట్రాన్లను శోషించడంతో శృంఖల చర్య ఆగిపోతుంది. 

న్యూట్రినో (γ ) = ఇది కాంతి కంటే వేగంగా పయనిస్తుందా(?)
                రేడియో ధార్మిక క్షయాలు α, γ క్షయాల్లో మాత్రమే కోణీయ ద్రవ్యవేగం, శక్తుల నిత్యత్వ నియమాలు పాటించబడ్డాయి. కాని β క్షయాలు మాత్రం కాదు. ఈ అసంబద్ధతను సరిచేయడానికి, పౌలీ అనే భౌతిక శాస్త్రజ్ఞుడు 'న్యూట్రినో' (అంటే విద్యుదావేశంలేని అతి చిన్నది) అని కొత్త కణాన్ని ఉపపాదించాడు. ఈ ప్రతిపాదనను 'ఫెర్ని' సమర్థించాడు. ఈ కణానికి విద్యుదావేశమే కాకుండా, ద్రవ్యరాశి కూడా ఉండకపోవడంతో ఇది పదార్థంతో అన్యోన్య చర్య జరపదు. కాబట్టి ఈ కణం ఉనికిని కనుక్కోవడం చాలా కష్టం. కానీ దీనికి కోణీయ వేగం, శక్తి ఉంటాయి. 'న్యూట్రినో' పదార్థంతో ఏమాత్రం చర్య జరపకుండా, అతిమందమైన పదార్థం ద్వారా కూడా చొచ్చుకుపోగలదు. సూర్యుడిలో జరిగే కేంద్రక చర్యల వల్ల సూర్యుడి అంతర్భాగంలో న్యూట్రినోలు ఎక్కువ మోతాదులో ఉత్పన్నమవుతాయి. న్యూట్రినోలు కాంతి కంటే వేగంగా పయనిస్తాయని ఇటీవలి ప్రయోగాల ద్వారా తెలిసింది. ఇది నిజమని నిరూపిస్తే, ఐన్‌స్టీన్ సాపేక్ష సిద్ధాంతం ఒక సవాలును ఎదుర్కోవాల్సి వస్తుంది.
 

డిరాక్ - వృక్షశాస్త్రం!
    ఇప్పటివరకు కనుక్కున్న ప్రాథమిక కణాల సంఖ్య 200కు పైనే ఉంటుంది. ప్రఖ్యాత కణ శాస్త్రజ్ఞుడు 'డిరాక్'ను ఎవరో ఆ ప్రాథమిక కణాల పేర్లను చెప్పమని అడిగారట. ఆయన ''వాటిపేర్లు నాకు గుర్తుండి ఉంటే, నేను 'వృక్షశాస్త్రం' (బాటనీ) చదివి ఉండేవాడిని'' అన్నారట!!