นิวเคลียสคืออะไร?
นิวเคลียส
นิวเคลียส (English: nucleus, พหูพจน์: nucleuses หรือ nuclei (นิวคลีไอ) มีความหมายว่า ใจกลาง หรือส่วนที่อยู่ตรงกลาง โดยอาจมีความหมายถึงสิ่งต่อไปนี้ โดยคำว่า นิวเคลียส (Nucleus) เป็นคำศัพท์ภาษาละตินใหม่ (New Latin) มาจากคำศัพท์เดิม nux หมายถึง ผลเปลือกแข็งเมล็ดเดียว (English: nut)
โปรตอน
โปรตอน (English: proton หรือ ภาษากรีก: πρώτον / proton = ตัวแรก) เป็น อนุภาคย่อยของอะตอม สัญลักษณ์ p หรือ p+ มีประจุไฟฟ้าเป็นบวกมีค่าประจุมูลฐาน (English: elementary charge) เท่ากับ +1e และมีมวลน้อยกว่ามวลของนิวตรอนเล็กน้อย โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวมีมวลประมาณ 1 หน่วยมวลอะตอม (u) เมื่อโปรตอนและนิวตรอนอยู่รวมกันในนิวเคลียส พวกมันจะทำตัวเป็น "นิวคลีออน" ในนิวเคลียสของอะตอมใด ๆ จะพบโปรตอนอย่างน้อยหนึ่งตัว จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติและเป็นตัวบอก เลขอะตอม ของธาตุนั้น คำว่าโปรตอนเป็นภาษากรีกแปลว่า "ตัวแรก" ชื่อนี้ถูกกำหนดให้กับนิวเคลียสของไฮโดรเจนโดยนาย Ernest Rutherford ในปี 1920 ในหลายปีก่อนหน้านั้น นายรัทเธอร์ฟอร์ดได้ค้นพบว่านิวเคลียสของไฮโดรเจน (ที่รู้กันว่าเป็นนิวเคลียสที่เบาที่สุด) สามารถสกัดดได้จากหลายนิวเคลียสของไนโตรเจนโดยการชนกัน เพราะฉะนั้น โปรตอนจึงเป็นตัวเลือกที่จะเป็นอนุภาคมูลฐานตัวหนึ่งและเป็นกล่องโครงสร้างของไนโตรเจนและนิวเคลียสของอะตอมหนักกว่าอื่น ๆ ทั้งหมด นิวเคลียสของเซลล์
ในทางชีววิทยาของเซลล์ นิวเคลียส () คือออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มพบในเซลล์ยูแคริโอต ภายในบรรจุสารพันธุกรรม (genetic material) ซึ่งจัดเรียงตัวเป็นดีเอ็นเอ (DNA) สายยาวรวมตัวกับโปรตีนหลายชนิด เช่น ฮิสโตน (histone) เป็นโครโมโซม (chromosome) ยีน (gene) ต่างๆ ภายในโครโมโซมเหล่านี้ รวมเรียกว่า นิวเคลียส จีโนม (nuclear genome) หน้าที่ของนิวเคลียสคือการคงสภาพการรวมตัวของยีนเหล่านี้และควบคุมการทำงานของเซลล์โดยการควบคุมการแสดงออกของยีน (gene expression) นิวเคลียสของอะตอม
ในแบบจำลองดังกล่าวข้างต้น พวกนิวคลีออนอาจครอบครองวงโคจรเป็นคู่ เนื่องจากพวกมันอยู่ในตระกูลเฟอร์มิออน ซึ่งจะช่วยในการอธิบาย ผลกระทบของ" Z " และ " N "แบบคู่และคี่ ที่รู้จักกันดีจากการทดลองหลายครั้ง ธรรมชาติและความจุที่แท้จริงของเปลือกนิวเคลียร์จะแตกต่างจากบรรดาอิเล็กตรอนในวงโคจรของอะตอม เบื้องต้นเป็นเพราะหลุมศักยภาพในที่ซึ่งการเคลื่อนที่ของนิวคลีออน (โดยเฉพาะในนิวเคลียสขนาดใหญ่) จะค่อนข้างแตกต่างจากหลุมศักยภาพแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนกลางที่หลุมนี้จะยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนไว้ในอะตอม. ความคล้ายคลึงกับรูปแบบการโคจรของอะตอมบางอย่างอาจจะเห็นได้ในนิวเคลียสขนาดเล็กเช่นที่ ฮีเลียม-4 ซึ่งในสารชนิดนี้สองโปรตอนและสองนิวตรอนจะแยกกันครอบครองวงโคจรที่ 1s คล้ายคลึงกับวงโคจร 1s สำหรับสองอิเล็กตรอนในอะตอมของฮีเลียม และบรรลุความมั่นคงที่ผิดปกติด้วยเหตุผลเดียวกัน ทุกนิวเคลียสที่มีนิวคลีออน 5 ตัวก็จะยังไม่มั่นคงและอายุสั้นอย่างมาก ฮีเลียม-3 ที่มี 3 นิวคลีออน มีเสถียรภาพมากแม้ว่าจะขาดการปิดของเปลือกวงโคจร 1s นิวเคลียสอื่นที่มี 3 นิวคลีออน, ไทรทัน (ไฮโดรเจน-3) จะไม่เสถียรและจะสลายตัวไปเป็นฮีเลียม-3 เมื่อถูกแยก. ความมั่นคงที่อ่อนแอของนิวเคลียร์ที่มี 2 นิวคลีออน {NP} ในวงโคจร 1s จะพบในดิวเทอรอน (ไฮโดรเจน-2) ที่มีเพียงหนึ่งนิวคลีออนเท่านั้นในแต่ละหลุมศักยภาพโปรตอนและหลุมศักยภาพนิวตรอน ในขณะที่แต่ละนิวคลีออนเป็นเฟอร์มิออนตัวหนึ่ง {NP} ดืวเทอรอนจะเป็นโบซอน ดังนั้นมันจึงไม่เป็นไปตาม'การยกเว้นของ Pauli' สำหรับการจับกลุ่มอย่างใกล้ชิดภายในเปลือก ลิเธียม-6 ที่มี 6 นิวคลีออนจะเสถียรอย่างมากโดยปราศจากการปิดของวงโคจร 1p ที่สองของเปลือก สำหรับนิวเคลียสเบาที่มีจำนวนนิวคลีออนรวมตั้งแต่ 1 ถึง 6 เฉพาะพวกที่มีแค่ 5 จะไม่แสดงบางหลักฐานของความมั่นคง ข้อสังเกตของเสถียรภาพแบบบีตาของนิวเคลียสเบาด้านนอกเปลือกหอยที่ปิดแสดงให้เห็นว่าความมั่นคงนิวเคลียร์จะมีความซับซ้อนมากกว่าการปิดที่เรียบง่ายของวงโคจรเปลือกหอยที่มี เลขมายา ของโปรตอนและนิวตรอน นิวไคลด์กัมมันตรังสี
นิวไคลด์กัมมันตรังสี () คืออะตอมที่มีนิวเคลียสที่ไม่เสถียร มีพลังงานสูงมากจนสามารถสร้างอนุภาคกัมมันตรังสีขึ้นใหม่ภายในนิวเคลียสหรือโดยผ่านการแปลงภายในก็ได้ ระหว่างกระบวนการนี้เราจะเรียกว่านิวไคลด์กัมมันตรังสีนั้นกำลังเกิดการสลายให้กัมมันตรังสี ซึ่งทำให้เกิดการเปล่งรังสีแกมมา และ/หรือ อนุภาคย่อยของอะตอม เช่น อนุภาคอัลฟาหรืออนุภาคบีตา การเปล่งรังสีเช่นนี้สามารถเกิดจากการแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออนก็ได้ นิวไคลด์กัมมันตรังสีสามารถเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ หรือถูกสร้างขึ้นได้เช่นกัน การหลอมนิวเคลียส
การหลอมนิวเคลียสสองนิวเคลียสที่มีมวลต่ำกว่าเหล็ก-56 (ที่ พร้อมกับนิกเกิล-62 มีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนที่ใหญ่ที่สุด) โดยทั่วไปจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ในขณะที่การหลอมนิวเคลียสที่หนักกว่าเหล็กจะ "ดูดซับ" พลังงาน การทำงานที่ตรงกันข้ามเรียกว่า "การแบ่งแยกนิวเคลียส" ซึ่งหมายความว่าโดยทั่วไปองค์ประกอบที่เบากว่าเท่านั้นที่สามารถหลอม เช่นไฮโดรเจนและฮีเลียม และในทำนองเดียวกันโดยทั่วไปองค์ประกอบที่หนักกว่าเท่านั้นที่สามารถแบ่งแยกได้ เช่นยูเรเนียมและพลูโทเนียม มีเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์แบบสุดขั้วอย่างมากที่สามารถนำไปสู่​​ช่วงเวลาสั้น ๆ ของการหลอมด้วยนิวเคลียสที่หนักกว่า นี้เป็นกระบวนการที่ก่อให้เกิด nucleosynthesis ที่เป็นการสร้างธาตุหนักในช่วงเหตุการณ์ที่เรียกว่ามหานวดารา อันตรกิริยาอย่างเข้ม
ในฟิสิกส์ของอนุภาค อันตรกิริยาอย่างเข้ม เป็นกลไกที่รับผิดชอบต่อแรงนิวเคลียสอย่างเข้ม (หรือบางครั้งเรียกกันทั่วไปว่า แรงอย่างเข้ม, แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม, หรือ แรงสี) ที่ดึงดูดอนุภาคควาร์กมากกว่าหนึ่งตัว ให้รวมกันอยู่ในรูปของโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของอะตอมได้ อันตรกิริยาอย่างเข้มเป็นหนึ่งในสี่ของแรงพื้นฐานจากธรรมชาติที่รู้จักกันดี แรงที่เหลือได้แก่ อันตรกิริยาอย่างอ่อน, แรงแม่เหล็กไฟฟ้า และ แรงโน้มถ่วง ทั้ง ๆ ที่มันจะทำงานที่ระยะห่างเพียงหนึ่งเฟมโตเมตร (10 เมตร) มันก็เป็นแรงที่เข้มที่สุด คือประมาณ 100 เท่าของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า, หนึ่งล้านเท่าของอันตรกิริยาอย่างอ่อน และ 10 ของแรงโน้มถ่วง มันสร้างความมั่นใจในความเสถียรของสสารทั่วไป โดยการควบคุมพวกควาร์กให้รวมตัวกันเป็นอนุภาคแฮดรอน เช่นเป็นโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดของมวลของสสารทั่วไป ยิ่งไปกว่านั้น ส่วนใหญ่ของมวล-พลังงานของโปรตอนหรือนิวตรอนที่พบทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบของพลังงานสนามแรงอย่างเข้ม นั่นคือควาร์กแต่ละตัวจะมีส่วนประมาณ 1% ของมวล-พลังงานของโปรตอนเพียงหนึ่งตัวเท่านั้น นิวเคลียส (ระบบประสาท)
คำว่านิวเคลียสในบางครั้งอาจอนุโลมหมายถึงกลุ่มของเซลล์ประสาทที่กระจายตัวเป็นบริเวณกว้างแต่สามารถระบุแยกได้ อาทิ เรติคิวลาร์นิวเคลียสของทาลามัส (reticular nucleus of the thalamus) ซึ่งเป็นชั้นบางๆ ของเซลล์ประสาทชนิดยับยั้ง (inhibitory neuron) ที่อยู่ล้อมรอบทาลามัส เซลล์ประสาท
ในกรณีโดยมาก นิวรอนเกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดโดยเฉพาะ ๆ และนิวรอนในสมองผู้ใหญ่ปกติจะไม่มีการแบ่งเซลล์ แต่ก็พบว่า astrocyte ซึ่งเป็นเซลล์เกลีย (glial cell) รูปดาว สามารถเปลี่ยนเป็นนิวรอนได้เพราะมีลักษณะ pluripotency ของเซลล์ต้นกำเนิด กำเนิดของเซลล์ประสาท (Neurogenesis) โดยมากในสมองจะหยุดลงเมื่อถึงวัยผู้ใหญ่ แต่ก็มีหลักฐานที่ชัดเจนว่ามีนิวรอนเกิดใหม่จำนวนมากในเขตสมองสองเขต คือที่ฮิปโปแคมปัส และที่ olfactory bulb[2][3] ซึ่งเป็นโครงสร้างประสาทในสมองส่วนหน้าที่มีหน้าที่เกี่ยวกับการได้กลิ่น ฟิสิกส์นิวเคลียร์
ฟิสิกส์นิวเคลียร์ () หรือฟิสิกส์ของนิวเคลียส เป็นสาขาหนึ่งของวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาองค์ประกอบต่าง ๆ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันของนิวเคลียสทั้งหลายของอะตอม การประยุกต์ใช้ฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่ทราบกันดีที่สุดคือ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์และเทคโนโลยีอาวุธนิวเคลียร์ แต่การวิจัยได้ประยุกต์ในหลายสาขา เช่น เวชศาสตร์นิวเคลียร์และการสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก การปลูกฝังไอออนในวิศวกรรมศาสตร์วัสดุ และการหาอายุจากคาร์บอนกัมมันตรังสีในวิชาภูมิศาสตร์และโบราณคดี นิวเคลียสของอะตอม
โปรตอนและนิวตรอนเป็นพวกเฟอร์มิออน ที่มีเลขควอนตัมแบบ isospin ที่แข็งแกร่ง () ที่แตกต่างกัน ดังนั้นสองโปรตอนและสองนิวตรอนสามารถแชร์การทำงานแบบคลื่น () ในพื้นที่เดียวกันได้เนื่องจากพวกมันมีตัวตนแบบควอนตัมไม่เหมือนกัน บางครั้งพวกมันถูกมองว่าเป็นอนุภาคเดียวกันแต่มีสภาวะควอนตัมสองสภาวะที่แตกต่างกัน นั่นคือเป็น "นิวคลีออน". อนุภาคในกลุ่มเฟอร์มีออนสองตัว เช่นสองโปรตอน หรือสองนิวตรอน หรือโปรตอนหนึ่งตัว + นิวตรอนหนึ่งตัว (เป็นดิวเทอรอน) สามารถแสดงพฤติกรรมแบบโบซอน เมื่อพวกมันถูกผูกเข้าด้วยกันเป็นคู่อย่างหลวม ๆ ที่มีสปินเป็นจำนวนเต็ม นิวคลีออน
ก่อนจะถึงทศวรรษ 1960 เคยเชื่อกันว่านิวคลีออนเป็นอนุภาคมูลฐาน ซึ่งไม่อาจประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนอื่นใดที่เล็กไปกว่านั้นอีกแล้ว แต่ปัจจุบันเราทราบกันแล้วว่ามันเป็นอนุภาคประกอบ ซึ่งเกิดจากควาร์กสามตัวเกาะเข้าด้วยกันด้วยสิ่งที่เรียกว่าอันตรกิริยาอย่างเข้ม อันตรกิริยาระหว่างนิวคลีออนตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปเรียกว่า internucleon interaction หรือแรงนิวเคลียร์ ซึ่งเกิดขึ้นจากอันตรกิริยาอย่างเข้มนั่นเอง (แต่เดิมก่อนมีการค้นพบควาร์ก คำว่า "อันตรกิริยาอย่างเข้ม" มีความหมายถึงเพียง internucleon interaction เท่านั้น) รังสีแกมมา
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ คือปฏิกิริยาที่เกิดความเปลี่ยนแปลงกับนิวเคลียสของอะตอม ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มหรือการลด โปรตอนหรือนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอม เช่นปฏิกิริยานี้ Neutrophil
เซลล์ Neutrophil หรือPMNเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่งที่เรียกว่า "polymorphonuclear neutrophils" (PMN) ซึ่งมีนิวเคลียสแยกย่อยต่างรูปกันไปมีหลายติ่ง เซลล์นี้สร้างมาจากไขกระดูก มีมาก 60 - 70 % เป็นเซลล์เม็ดเลือดขาว เซลล์นี้เป็นเซลล์แรกที่จะกำจัดสิ่งแปลกปลอม เช่นเชื้อโรค เซลล์มีขนาดประมาณ 10 – 15 ไมโครเมตร ส่วนมากมีนิวเคลียส 3 – 5 lobes บางครั้ง อาจพบเซลล์ระยะอ่อนกว่า neutrophil ที่นิวเคลียสยังไม่มีการแบ่ง lobe มองเห็นเป็นลักษณะคล้ายเกือกม้า เรียกว่า band form neutrophil นิวเคลียสของอะตอม
สาขาวิชาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาและความเข้าใจเกี่ยวกับนิวเคลียสของอะตอมรวมทั้งองค์ประกอบของมันและแรงที่ผูกมัดมันไว้ด้วยกันจะเรียกว่าฟิสิกส์นิวเคลียร์ หรือฟิสิกส์ของนิวเคลียส นิวเคลียสของอะตอม
แรงแข็งแกร่งที่เหลือจะมีประสิทธิภาพในพิสัยทำการที่สั้นมาก (โดยปกติจะมีระยะเพียงไม่กี่ เฟมโตเมตร (fm) หรือ fermis; ประมาณหนึ่งหรือสองเท่าของขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของนิวคลีออน) และทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างคู่ใด ๆ ของนิวคลีออน ยกตัวอย่างเช่นระหว่างโปรตอนและนิวตรอนเพื่อด่อตัวเป็นดิวเทอรอน และระหว่างโปรตอนกับโปรตอน และนิวตรอนกับนิวตรอน นิวเคลียสของอะตอม
พลังงานการจับคู่. พลังงานที่เกิดขึ้นจากการจับคู่ของโปรตอนด้วยกันและนิวตรอนด้วยกัน อนุภาคที่จับคู่กันจะเสถียรกว่าอนุภาคที่ไม่จับคู่ การแปลงภายใน
อิเล็กตรอนที่เกิดจากการแปลงภายในส่วนใหญ่จะมาจากเปลือกชั้น K (สถานะ 1s) เพราะอิเล็กตรอนสองตัวนี้มีความน่าจะเป็นสูงสุดของการมีอยู่ภายในนิวเคลียส อย่างไรก็ตาม สถานะ s ในเปลือกชั้น L, M และ N (เช่นสถานะ 2s, 3s และ 4s) ยังสามารถที่จะเชื่อมเข้ากับสนามนิวเคลียสและก่อให้เกิดการปลดปล่อยอิเล็กตรอนจากการแปลงภายในจากเปลือกเหล่านั้น (ที่เรียกว่าการแปลงภายในจากเปลือก L หรือ M หรือ N) อัตราส่วนความเป็นไปได้ของการแปลงภายในจากเปลือก K ต่อเปลือก L, M, หรือ N สำหรับนิวไคลด์ต่างๆได้รับการจัดเตรียมไว้ เปลือกสมองส่วนรู้รส
แอกซอนส่วนกลางของเซลล์รับความรู้สึกหลักซึ่งอยู่ในปมประสาท (ganglia) ของเส้นประสาทสมองเหล่านี้ จะวิ่งไปสุดที่ด้านหน้า (rostral) ทางข้าง ๆ (lateral) ของนิวเคลียสประสาทคือ solitary tract (NST) ในก้านสมองส่วนท้าย (medulla) ซึ่งเรียกได้อีกอย่างว่า gustatory nucleus of the solitary tract complex
ซึ่งก็จะส่งแอกซอนไปสุดที่ ventral posterior complex ของทาลามัส คือไปสุดที่ครึ่งส่วนใน (medial) ของ ventral posterior medial nucleus
นิวเคลียสนี้ก็จะส่งแอกซอนไปยังส่วนต่าง ๆ ในคอร์เทกซ์ใหม่รวมทั้งคอร์เทกซ์ส่วนรู้รส คือ frontal operculum และ insula ซึ่งจะเริ่มทำงานเมื่อสัตว์นั้นบริโภคอาหารเครื่องดื่มและกำลังรู้รสชาติ ปฏิกิริยานิวเคลียร์
พลังงานจลน์อาจถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเกิดปฏิกิริยา (หรือปฏิกิริยาคายความร้อน ()) หรือพลังงานจลน์อาจจะต้องมีการใส่เข้าไปเพื่อให้เกิดปฏิกิริยา (หรือปฏิกิริยาดูดความร้อน ()) ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยการอ้างอิงไปยังตารางของ'มวลนิ่งของอนุภาค' () ที่แม่นยำมากต่อไปนี้ ตามตารางที่อ้างอิงถึง นิวเคลียสของ มีมวลอะตอมสัมพันธ์ที่ 6.015 หน่วยมวลอะตอม (ตัวย่อ u), ดิวเทอเรียมมี 2.014 u และนิวเคลียสของฮีเลียม-4 มี 4.0026 u ดังนั้น:ในปฏิกิริยานิวเคลียร์หนึ่ง พลังงานสัมพันธ์ () รวมจะถูกอนุรักษ์ เพราะฉะนั้น มวลนิ่ง "ที่ขาดหายไป" จึงต้องเกิดขึ้นอีกครั้งในรูปของพลังงานจลน์ที่ถูกปล่อยออกไปในระหว่างปฏิกิริยา; แหล่งที่มาของมันคือพลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียส () (พลังงานยึดเหนี่ยว, พลังงานยึดเหนี่ยวของโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียส มีค่าเท่ากับพลังงานที่น้อยที่สุดสำหรับการแยกนิวเคลียสออกเป็นโปรตอนและนิวตรอน นอกจากนี้ยังหมายถึง พลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนด้วย ซึ่งมีค่าเท่ากับพลังงานที่ต้องใช้เพื่อแยกอิเล็กตรอนออกมาจากอะตอมหรือโมเลกุล [นิวเคลียร์]) เมื่อใช้สูตรสมดุลมวล-พลังงาน "E" = "mc"² ของ Einstein ปริมาณของพลังงานที่ปล่อยออกมาก็จะสามารถกำหนดได้ ก่อนอื่นเราต้องรู้พลังงานเทียบเท่าของหนึ่งหน่วยมวลอะตอม: นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียสทั้งหลายจะยึดเหนึ่ยวอยู่ด้วยกันด้วยแรงแข็งแกร่งที่เหลือ (แรงนิวเคลียร์) แรงแข็งแกร่งที่เหลือเป็นส่วนที่เหลือเล็กน้อยของอันตรกิริยาอย่างเข้มที่ยึดเหนี่ยวกลุ่มควาร์กเข้าด้วยกันเพื่อก่อตัวเป็นกลุ่มโปรตอนและกลุ่มนิวตรอน แรงนี้จะมีค่าอ่อนอย่างมากระหว่างกลุ่มนิวตรอนและกลุ่มโปรตอนเพราะส่วนใหญ่มันจะถูกปรับให้เป็นกลางภายในกลุ่มพวกมัน ในทางเดียวกันกับที่แรงแม่เหล็กไฟฟ้​​าระหว่างกลุ่มอะตอมที่เป็นกลาง (เช่นแรงแวนเดอร์วาลส์ ที่กระทำระหว่างสองอะตอมของก๊าซเฉื่อย) จะมีค่าที่อ่อนอย่างมากกว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้​​าที่ยึดเหนี่ยวหลายส่วนของอะตอมเข้าด้วยกันอยู่ภายใน (เช่นแรงต่าง ๆ ที่ยึดกลุ่มอิเล็กตรอนในอะตอมก๊าซเฉื่อยชนิดหนึ่งให้ผูกติดไว้กับนิวเคลียสของมัน) กลุ่มนิวเคลียส pulvinar
pulvinar ปกติจัดอยู่ในกลุ่มนิวเคลียส lateral thalamic nuclei ในสัตว์ฟันแทะและสัตว์กินเนื้อ แต่เป็นคอมเพล็กซ์ต่างหากในไพรเมต เป็นคำที่ย่อมาจากคำในภาษาละตินว่า "pulvinus" ซึ่งแปลว่า เบาะ ในศาสนาของโรมโบราณ เป็นคำที่หมายถึงเก้าอี้ยาวมีเบาะสำหรับให้เทพใช้ การแตกตัวด้วยแสง
การแตกตัวด้วยแสง ( (หรือที่เรียกว่า การแปรธาตุด้วยแสง () เป็นกระบวนการทางฟิสิกส์ที่รังสีแกมมาพลังงานสูงอย่างยื่งยวดถูกดูดซึมโดยนิวเคลียสและทำให้มันเข้าสู่สภาพตื่นตัวซึ่งจะสลายตัวทันทีโดยการปลดปล่อยอนุภาคย่อยออกมา. โปรตอน, นิวตรอนหรืออนุภาคแอลฟาเดี่ยว ๆ จะถูกเคาะอย่างมีประสิทธิภาพให้หลุดออกจากนิวเคลียสโดยรังสีแกมมาที่กำลังเข้ามา การแตกตัวด้วยแสงเป็นปฏิกริยาดูดซับพลังงาน () สำหรับนิวเคลียสของอะตอมที่เบากว่าเหล็กและบางครั้งก็เป็นปฏิกริยาปลดปล่อยพลังงาน () สำหรับนิวเคลียสของอะตอมที่หนักกว่าเหล็ก. การแตกตัวด้วยแสงเป็นผู้รับผิดชอบสำหรับการสังเคราะห์นิวเคลียสของอย่างน้อยบางองค์ประกอบที่อุดมไปด้วยโปรตอนและหนักผ่านทางกระบวนการพีที่จะเกิดขึ้นในซุปเปอร์โนวา แบ็กแรล
ในทางปฏิบัติ หน่วยเบ็กเคอเรลมีขนาดเล็ก ยกตัวอย่างเช่น การสลายตัวของโพแทสเซียม-40 มวล 0.0169 กรัม ในร่างกายมนุษย์ จะมีกัมมันตภาพทั้งสิ้น 4,400 นิวเคลียสต่อวินาที หรือ 4,400 เบ็กเคอเรล คาร์บอน-14 ของทั้งโลกมีประมาณ หรือ 8.5 EBq (เอกซะเบ็กเคอเรล) ระเบิดนิวเคลียร์ที่ฮิโระชิมะ ประเทศญี่ปุ่น ให้กัมมันตภาพโดยประมาณทั้งสิ้น หรือ 8 YBq (ยอตตะเบ็กเคอเรล หรือล้านล้านล้านล้านเบ็กเคอเรล) และคิดกำลังระเบิดเทียบเท่าไตรไนโตรโทลูอีน  ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในหลักการ ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นจากการชนกันของอนุภาคมากกว่าสองอนุภาค แต่เป็นไปได้น้อยมากที่นิวเคลียสมากกว่าสองตัวจะมาชนกันในเวลาเดียวกันและสถานที่เดียวกัน เหตุการณ์ดังกล่าวจึงเป็นของหายากเป็นพิเศษ (ดูกระบวนการสามอัลฟา ซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งที่ใกล้เคียงกับการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์สามเส้า) "ปฏิกิริยานิวเคลียร์" เป็นคำที่หมายความถึงการเปลี่ยนแปลงที่"ถูกเหนี่ยวนำให้เกิด"ในนิวไคลด์ ดังนั้นมันจึงไม่สามารถนำไปใช้กับการสลายกัมมันตรังสีชนิดใด ๆ ได้ (เพราะโดยคำจำกัดความแล้ว การสลายกัมมันตรังสีเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเอง) แบ็กแรล
เหตุที่มีการกำหนดชื่อหน่วยเบ็กเคอเรลนั้น เนื่องจากหากเขียนจำนวนนิวเคลียสที่สลายตัวต่อหน่วยเวลา จะสามารถเขียนได้มากกว่าหนึ่งแบบ เช่น 1 µs (หนึ่งนิวเคลียสต่อไมโครวินาที) อาจเขียนได้เป็น 10s (หนึ่งล้านนิวเคลียสต่อวินาที) ดังนั้นเพื่อความสะดวกและเป็นแบบแผน จึงกำหนดให้เลือกใช้อย่างหลังและมีชื่อหน่วยกำกับไว้  กรดนิวคลีอิก
DNA () พบในนิวเคลียสของเซลล์และไวรัสบางชนิด เป็นสารพันธุกรรม ในธรรมชาติส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปเกลียวคู่ (Double stranded DNA) DNA ที่อยู่ในเซลล์มีจำนวนมากมักมีโครโมโซมเรียงตัวกันเป็นคู่หรือดิพลอยด์ มักพบบริเวณภายในนิวเคลียสของเซลล์ นิวตรอน
นิวตรอน (English: neutron) เป็น อนุภาคย่อยของอะตอม ตัวหนึ่ง มีสัญญลักษณ์ n หรือ n0 ที่ไม่มี ประจุไฟฟ้า และมีมวลใหญ่กว่ามวลของ โปรตอน เล็กน้อย โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวมีมวลประมาณหนึ่งหน่วย มวลอะตอม โปรตอนและนิวตรอนประกอบกันขึ้นเป็น นิวเคลียส ของหนึ่งอะตอม และทั้งสองตัวนี้รวมกันเรียกว่า นิวคลีออน[1] คุณสมบัติของพวกมันถูกอธิบายอยู่ใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ Lateral geniculate nucleus
Lateral geniculate nucleus (ตัวย่อ LGN แปลว่า นิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง)
เป็นศูนย์ถ่ายทอดสัญญาณประสาทหลักจากจอตา ไปยังระบบประสาทกลาง
อยู่ในส่วนทาลามัสของสมอง
และยังมีส่วนอื่นที่เรียกว่า medial geniculate nucleus ซึ่งเป็นส่วนที่มีหน้าที่คล้ายกันแต่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณเกี่ยวกับเสียง ยูแคริโอต
ยูแคริโอต () คือ สิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียสและโครงสร้างอื่น (ออร์แกเนลล์) อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ยูแคริโอตเป็นหน่วยอนุกรมวิธาน ยูคาร์ยาหรือยูแคริโอตา อย่างเป็นทางการ เยื่อหุ้มนิวเคลียสเป็นโครงสร้างที่นิยามเซลล์ยูแคริโอตแยกจากเซลล์โปรแคริโอต โดยภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียสมีสารพันธุกรรม การมีนิวเคลียสเป็นที่มาของชื่อยูแคริโอต ซึ่งมาจากภาษากรีก ευ (eu, "ดี") และ κάρυον (karyon, "ผลมีเมล็ดเดียว" หรือ "เมล็ด") เซลล์ยูแคริโอตส่วนใหญ่ยังมีออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มอื่นด้วย เช่น ไมโทคอนเดรียหรือกอลจิแอพพาราตัส นอกเหนือจากนี้ พืชและสาหร่ายยังมีคลอโรพลาสต์ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายชนิดเป็นยูแคริโอต เช่น โปรโตซัว แต่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทุกชนิดเป็นยูแคริโอต ซึ่งได้แก่ สัตว์ พืชและเห็ดรา นิวเคลียสของอะตอม
นิวตรอนมีประจุบวก มีรัศมี ≈ 0.3 เฟมโตเมตรล้อมรอบด้วยประจุลบชดเชยด้วยรัศมีระหว่าง 0.3 เฟมโตเมตรถึง 2 เฟมโตเมตร โปรตอนมีการกระจายประจุบวกที่สลายตัวแบบเอ็กโปเนนเชียลด้วยรัศมีกำลังสองเฉลี่ย () ประมาณ 0.8 เฟมโตเมตร พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ หมายถึง พลังงานไม่ว่าลักษณะใดๆก็ตาม ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสอะตอมโดย นิวเคลียสมีหาง
นิวเคลียสมีหางมีความสัมพันธ์ทางกายวิภาคกับโครงสร้างอื่นหลายอย่าง คือ มีการแบ่งออกจากนิวเคลียสรูปเลนส์ (lenticular nucleus) (ซึ่งประกอบด้วย globus pallidus และ putamen) โดยปีกด้านหน้าของ internal capsule และเมื่อประกอบพร้อมกับ putamen ก็จะรวมกันเป็น striatum ด้านหลัง ชีวิต
อย่างไรก็ตามเซลล์ถูกแบ่งออกเป็นสองชนิดคือ เซลล์ยูแคริโอต ( Eukaryotic cell ) และเซลล์โพรแคริโอต ( prokaryotic cell)
เซลล์ยูแคริโอต คือเซลล์ที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส จึงพบนิวเคลียสในเซลล์ มีสารพันธุกรรมอยู่ภายในนิวเคลียส ได้แก่ เซลล์สิ่งมีชีวิตทั่วไปที่นอกเหนือจากพวกโพรแคริโอต เช่น โพรทิสต์ เห็ดรา พืช และสัตว์ ส่วน เซลล์โพรแคริโอต คือเซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส จึงไม่เห็นว่ามีนิวเคลียส สารพันธุกรรม(ดีเอ็นเอ)กระจายอยู่ในไซโทพลาสซึม ได้แก่ แบคทีเรีย และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (blue-green algae) สิ่งมีชีวิตพวก โพรแคริโอต ถูกจำแนกอยู่ในอาณาจักรมอเนอรา (Kingdom Monera) เท่านั้น การแบ่งแยกนิวเคลียส
การแบ่งแยกนิวเคลียส หรือ นิวเคลียร์ฟิชชัน () ในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมีนิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือกระบวนการการสลายกัมมันตรังสีอย่างหนึ่งที่นิวเคลียสของอะตอม แตกออกเป็นชิ้นขนาดเล็ก (นิวเคลียสที่เบากว่า) กระบวนการฟิชชันมักจะผลิตนิวตรอนและโปรตอนอิสระ (ในรูปของรังสีแกมมา) พร้อมทั้งปลดปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมาก แม้ว่าจะเป็นการปลดปล่อยจากการสลายกัมมันตรังสีก็ตาม การแบ่งแยกนิวเคลียส
นิวเคลียร์ฟิชชันของธาตุหนักถูกค้นพบเมื่อวันที่ 17 ธันวาคม 1938 โดยชาวเยอรมัน นายอ็อตโต ฮาห์นและผู้ช่วยของเขา นายฟริตซ์ Strassmann และได้รับการอธิบายในทางทฤษฎีในเดือนมกราคมปี 1939 โดยนาง Lise Meitner และหลานชายของเธอ นายอ็อตโต โรเบิร์ต Frisch. Frisch ได้ตั้งชื่อกระบวนการนี้โดยการเปรียบเทียบกับฟิชชันทางชีวภาพของเซลล์ที่มีชีวิต มันเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน () อย่างหนึ่งซึ่งสามารถปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากในรูปของทั้งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและพลังงานจลน์ของชิ้นส่วนย่อยที่แตกออก (ความร้อนที่ให้กับวัสดุที่เป็นกลุ่มในขณะที่ปฏิกิริยาการแบ่งแยกเกิดขึ้น) เพื่อให้การหลอมสามารถผลิตพลังงานขึ้นมาได้ พลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียสโดยรวมขององค์ประกอบที่เกิดขึ้นจะต้องเป็นลบน้อยกว่า (พลังงานที่สูงขึ้น) กว่าพลังงานขององค์ประกอบช่วงเริ่มต้น นิวเคลียสมีหาง
สมองมีเซลล์ประสาทเป็นจำนวนมากซึ่งมีการเชื่อมต่อซึ่งกันและกันเป็นไซแนปส์แบบเร้า (excitatory synapses) เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่มีส่วนประกอบที่มีการป้อนกลับเชิงบวก ดังนั้น เป็นความยากที่ระบบเช่นนี้จะดำเนินงานไปได้โดยไม่มีกลไกที่ป้องกันการส่งสัญญาณที่มากเกินไป มีหลักฐานโดยปริยายว่า นิวเคลียสมีหางอาจมีบทบาทในการควบคุมการส่งสัญญาณในระบบประสาท ทำงานโดยวัดการทำงานอย่างรวมๆ ในเปลือกสมองแล้วควบคุมศักย์ขีดเริ่มเปลี่ยน นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียส ของอะตอม () เป็นพื้นที่ขนาดเล็กที่หนาแน่นในใจกลางของอะตอม ประกอบด้วยโปรตอน และนิวตรอน (สำหรับอะตอมของไฮโดรเจนธรรมดา นิวเคลียสมีแต่โปรตอนเท่านั้น ไม่มีนิวตรอน) นิวเคลียสถูกค้นพบในปี 1911 โดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ที่ได้จาก'การทดลองฟอยล์สีทองของ Geiger-Marsden ในปี 1909'. หลังจากการค้นพบนิวตรอนในปี 1932 แบบจำลองของนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วโดย Dmitri Ivanenko และเวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก เกือบทั้งหมดของมวลของอะตอมตั้งอยู่ในนิวเคลียสกับอยู่ในขนาดที่เล็กมากของ'เมฆอิเล็กตรอน' โปรตอนและนิวตรอนจะหลอมรวมกันเพื่อก่อตัวขึ้นเป็นนิวเคลียสด้วยแรงนิวเคลียร์ การแปลงเชิงปริพันธ์
การแปลงเชิงปริพันธ์ที่มีประโยชน์นั้นมีอยู่หลายชนิด ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันสองตัวแปร "K" ที่เลือกใช้ ฟังก์ชัน "K" นี้เรียกว่า เคอร์เนลของการแปลง () หรือ นิวเคลียส ของการแปลง ระบบการได้ยิน
medial geniculate nucleus (MGB) แบ่งออกเป็นส่วนล่าง (ventral) ซึ่งเป็นเซลล์รีเลย์หรือเซลล์ยับยั้งข้อมูลเกี่ยวกับความถี่ ความดัง ข้อมูลเสียงจากสองหู โดยส่งข้อมูลเป็นแผนที่ภูมิลักษณ์, ส่วนบน (dorsal) ซึ่งเป็นนิวเคลียสที่รับข้อมูลหลายอย่างและซับซ้อน และมีส่วนเชื่อมโยมกับประสาทสัมผัสทางกาย, และส่วนแนวกลาง (medial) ซึ่งเป็นนิวเคลียสที่ตอบสนองต่อสัญญาณแบบทั้งกว้าง ซับซ้อน และแคบโดยส่งข้อมูลเกี่ยวกับความดังและช่วงเวลาเสียง Suprachiasmatic nucleus
suprachiasmatic nucleus (พหูพจน์: nuclei ตัวย่อ SCN) เป็นเขตเล็ก ๆ ในไฮโปทาลามัสอยู่ติดกับด้านบนของส่วนไขว้ประสาทตา (optic chiasm)
มีหน้าที่ในการควบคุมจังหวะรอบวัน (circadian rhythm)
มีนิวรอนประมาณ 20,000 ตัวที่เป็นเหตุของการทำงานในระบบประสาทและทางฮอร์โมน เพื่อควบคุมการทำงานของร่างกายให้เป็นวงจรรอบ 24 ช.ม. 
ในงานวิจัยหนึ่งในหนู ปรากฏว่า SCN มักจะฝ่อลงเมื่ออายุมากขึ้น นิวเคลียสของอะตอม
บทความหลัก: โครงสร้างของนิวเคลียส ฟิสิกส์นิวเคลียร์
การศึกษาของแรงนิวเคลียสที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ (ตัวหลังถูกอธิบายโดย Enrico Fermi ผ่านการปฏิสัมพันธ์ของ Fermi ในปี 1934) ได้นำนักฟิสิกส์ไปสู่การชนของนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่พลังงานที่สูงขึ้นกว่าที่เคย การวิจัยครั้งนี้กลายเป็นวิทยาศาสตร์ของฟิสิกส์ของอนุภาค ซึ่งเป็นเพชรในมงกุฎที่เป็นรุ่นมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคซึ่งอธิบายแรงที่แข็งแกร่ง, ที่อ่อนแอและแรงแม่เหล็กไฟฟ้า เซลล์ (ชีววิทยา)
สารพันธุกรรมของพวกโปรคาริโอต จะถูกจัดอยู่ในโมเลกุลของดีเอ็นเอรูปวงกลมง่าย ๆ เช่น ดีเอ็นเอของแบคทีเรียซึ่งอยู่ในบริเวณนิวคลอยด์ (nucleoid region) ของไซโตพลาสซึม ส่วนสารพันธุกรรมของพวกยูคาริโอต จะถูกจัดแบ่งให้อยู่ในโมเลกุลที่เป็นเส้นตรงที่เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) ภายในนิวเคลียส และยังพบว่ามีสารพันธุกรรมอื่น ๆ นอกจากในโครโมโซมในออร์แกเนลล์บางชนิด เช่น ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ (ดูเพิ่มเติมที่ทฤษฎีเอ็นโดซิมไบโอติก (endosymbiotic theory)) เช่น ในเซลล์มนุษย์จะมีสารพันธุกรรมในบริเวณดังนี้ในนิวเคลียส เรียกว่า นิวเคลียร์ จีโนม (nuclear genome) แบ่งเป็นโมเลกุลเส้นตรง ดีเอ็นเอ 46 เส้น หรือ 23 คู่ เรียกว่า โครโมโซม นิวเคลียร์
นิวเคลียร์ อาจหมายถึง เอนรีโก แฟร์มี
ในช่วงประมาณคริสต์ทศวรรษ 1930 แฟร์มีและกลุ่มนักวิจัยของเขาค้นพบว่านิวเคลียสภายในอะตอมสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อถูกระดมยิงด้วยอนุภาคนิวตรอน ซึ่งต่อมาภายหลังเรารู้กันว่าสิ่งที่แฟร์มี (และ Otto Hahn กลุ่มนักวิจัยชาวเยอรมัน) ค้นพบ ก็คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบแตกตัว (นิวเคลียร์ฟิชชั่น) นั่นเอง แฟร์มียังมีส่วนสำคัญในการสร้างเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขึ้นครั้งแรกในโลก ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก (University of Chicago) สหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มนุษย์สามารถสร้างและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ นับเป็นก้าวสำคัญที่ทำให้สหรัฐอเมริกา
สามารถพัฒนาระเบิดปรมาณูได้สำเร็จ จึงนับได้ว่าเขาเป็นบิดา (คนหนึ่ง) ของวิชานิวเคลียร์ฟิสิกส์ นิวเคลียสของอะตอม
โดยที่ "A" = เลขมวลของอะตอม (จำนวนโปรตอน "Z" บวกกับจำนวนนิวตรอน "N") และ "r" = 1.25 fm = 1.25 × 10 m. ในสมการนี​​้ ค่าคงที่ "r" แตกต่างกันอยู่ 0.2 fm ขึ้นอยู่กับนิวเคลียสในคำถาม แต่มีการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า 20% จากค่าคงที่ นิวเคลียสของอะตอม
เช่นเดียวกับกรณีของ ฮีเลียมเหลว ที่เป็น สุดยอดของเหลว () นิวเคลียสของอะตอมจะเป็นตัวอย่างหนึ่งของสถาวะที่ทั้ง (1) กฎทางกายภาพของอนุภาค "ธรรมดา" สำหรับปริมาณ และ (2) กฎของกลศาสตร์ควอนตัมที่ใช้งานไม่ง่ายสำหรับธรรมชาติที่เหมือนคลื่นจะนำมาประยุกต์ใช้ ในฮีเลียมสุดยอดของเหลว อะตอมของฮีเลียมมีปริมาณ และ "สัมผัส" ซึ่งกันและกันเป็นหลัก ในเวลาเดียวกัน ก็ยังแสดงคุณสมบัติจำนวนมากที่แปลก, สม่ำเสมอกับ การควบแน่นแบบ Bose-Einstein การควบแน่นนี้เปิดเผยว่าพวกมันยังมีธรรมชาติเหมือนคลื่นและไม่แสดงคุณสมบัติของของเหลวมาตรฐานอีกด้วย เช่นแรงเสียดทาน สำหรับนิวเคลียสที่ทำจาก แฮดรอน ซึ่งเป็นพวก เฟอร์มิออน ประเภทเดียวกันของการควบแน่นจะไม่ได้เกิดขึ้น และยิ่งกว่านั้น คุณสมบัติของนิวเคลียสจำนวนมากสามารถที่จะอธิบายได้เช่นกันโดยการรวมกันของคุณสมบัติของอนุภาคที่มีปริมาณเท่านั้น รวมเข้ากับลักษณะการเคลื่อนไหวที่ไม่มีแรงเสียดทานของพฤติกรรมเหมือนคลื่นของวัตถุที่ติดกับอยู่ใน วงโคจรควอนตัม ของ Erwin Schrödinger อะตอม
อะตอม (Greek: άτομον; English: Atom) คือหน่วยพื้นฐานของสสาร ประกอบด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ล้อมรอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกกับนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า (ยกเว้นในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นนิวไคลด์ชนิดเดียวที่เสถียรโดยไม่มีนิวตรอนเลย) อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดอยู่กับนิวเคลียสด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอะตอมสามารถดึงดูดกันและกันก่อตัวเป็นโมเลกุลได้ อะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า มิฉะนั้นแล้วมันอาจมีประจุเป็นบวก (เพราะขาดอิเล็กตรอน) หรือลบ (เพราะมีอิเล็กตรอนเกิน) ซึ่งเรียกว่า ไอออน เราจัดประเภทของอะตอมด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนเป็นตัวบ่งบอกชนิดของธาตุเคมี และจำนวนนิวตรอนบ่งบอกชนิดไอโซโทปของธาตุนั้น[1] ประจุไฟฟ้า
นอกจากคุณสมบัติทาง[[แม่เหล็กไฟฟ้า]]ที่กล่าวข้างต้นแล้ว ประจุยังเป็นคุณสมบัติที่ไม่เปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ คือ หากอนุภาคมีประจุ q ไม่ว่าประจุนั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไร ก็จะยังมีประจุ q คุณสมบัตินี้ได้รับการยืนยันโดยการแสดงให้เห็ว่า ค่าประจุในหนึ่งนิวเคลียสของฮีเลียม มี 2 โปรตอน และ 2 นิวตรอนในนิวเคลียสของฮีเลียม และเคลื่อนที่ไปมาด้วยความเร็วสูง มีค่าเท่ากับประจุของนิวเคลียส 2 นิวเคลียสของ[[ดิวเทอเรียม]] ซึ่งมีโปรตอนและนิวตรอนอย่างละหนึ่งตัวในนิวเคลียส และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าที่อยู่ในนิวเคลียสของฮีเลียมมาก การสลายให้กัมมันตรังสี
การสลายให้กัมมันตรังสี () หรือ การสลายของนิวเคลียส หรือ กัมมันตภาพรังสี () เป็นกระบวนการที่ นิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร สูญเสียพลังงานจากการปลดปล่อยรังสี. วัตถุใดที่ปลดปล่อยรังสีด้วยตัวเอง-เช่นอนุภาคแอลฟา, อนุภาคบีตา, รังสีแกมมา และ อิเล็กตรอนจากกระบวนการการแปลงภายใน วัตถุนั้นจะถูกเรียกว่ามี "กัมมันตรังสี" อะมิกดะลา
ตัวอย่างของกลุ่มนิวเคลียส คือ basolateral complex, cortical nucleus, medial nucleus, central nucleus, intercalated cell clusters (ตัวย่อ ITCs) ปฏิกิริยานิวเคลียร์
การถ่ายโอนพลังงานไปให้กับนิวเคลียสสามารถเกิดขึ้นได้โดยการยิงด้วยกระสุนพลังงานต่ำหรือด้วยอนุภาคพลังงานสูง ทำให้เกิดพลังงานบนนิวเคลียสจำนวนมากเกินไปที่จะผูกพันอนุภาคภายในนิวเคลียสนั้นให้สามารถเกาะกลุ่มร่วมกันได้อย่างเต็มที่ ในระดับเวลาประมาณ 10 วินาที อนุภาค มักจะเป็นนิวตรอน จะถูก "ต้ม" จนแตกออก นั่นคือมันจะยังคงเกาะติดอยู่ด้วยกันจนกระทั่งพลังงานที่มากพอปรากฏขึ้นบนนิวตรอนจนมีความเข้มข้นพอที่นิวตรอนนั้นจะหลุดออกจากแรงดึงดูดที่มีร่วมกัน อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจะยากที่จะถูกต้มจนแตกออกอันเนื่องมาจากเครื่องกั้นของคูลอมบ์ () นิวเคลียสกึ่งผูกพันที่ถูกกระตุ้นจะถูกเรียกว่า นิวเคลียสผสม () ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ () ในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมีนิวเคลียร์ หมายถึงกระบวนการที่นิวเคลียส 2 ตัวของอะตอมเดียวกัน หรือนิวเคลียสของอะตอมหนึ่งและอนุภาคย่อย ของอีกอะตอมหนึ่งจากภายนอกอะตอมนั้น ชนกัน ทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่หนึ่งตัวหรือมากกว่าหนึ่งตัวที่มีจำนวนอนุภาคย่อยแตกต่างจากนิวเคลียสที่เริ่มต้นกระบวนการ ดังนั้นปฏิกิริยานิวเคลียร์จะต้องทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอย่างน้อยหนึ่งนิวไคลด์ ไปเป็นอย่างอื่น หากนิวเคลียสหนึ่งมีปฏิกิริยากับอีกนิวเคลียสหนึ่งหรืออนุภาคอื่นและพวกมันก็แยกออกจากกันโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะของนิวไคลด์ใด ๆ กระบวนการนี้เป็นแต่เพียงประเภทหนึ่งของการกระเจิงของนิวเคลียสเท่านั้น ไม่ใช่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ นิวเคลียสของอะตอม
แบบจำลองของนิวเคลียสรุ่นแรกมองนิวเคลียสว่าเป็นหยดของเหลว () ที่กำลังหมุน ในแบบจำลองรูปแบบนี้การแลกเปลี่ยนของแรงแม่เหล็กไฟฟ้​​าระยะทำการไกลกับแรงนิวเคลียร์ระยะทำการค่อนข้างสั้นร่วมกันก่อให้เกิดพฤติกรรมที่คล้ายกับแรงตึงผิวในหยดของเหลวในขนาดที่แตกต่างกัน สูตรนี้ประสบความสำเร็จในการอธิบายถึงปรากฏการณ์ที่สำคัญมากมายของนิวเคลียสเช่นปริมาณของพลังงานยึดเหนี่ยวของพวกมันที่มีการเปลี่ยนแปลงในขณะที่ขนาดและองค์ประกอบของพวกมันมีการเปลี่ยนแปลง (ดู สูตรมวลกึ่งเชิงประจักษ์) แต่มันก็ไม่ได้อธิบายถึงความมั่นคงพิเศษที่เกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสมี "เลขมายา" พิเศษของโปรตอนหรือนิวตรอน เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ในการแผ่รังสีนิวเคลียร์ตามธรรมชาติ ผลพลอยได้มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับนิวเคลียสที่พวกมันก่อกำเนิดขึ้น นิวเคลียร์ฟิชชั่นเป็นกระบวนการของการแยกนิวเคลียสออกเป็นส่วนๆเกือบเท่าๆกันและปลดปล่อยพลังงานและนิวตรอนในระหว่างกระบวนการนั้น ถ้านิวตรอนเหล่านี้ถูกจับโดยนิวเคลียสอื่นที่ไม่เสถียร นิวเคลียสนั้นก็สามารถแตกตัวหรือฟืชชันได้เช่นกัน ซึ่งนำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ ค่าเฉลี่ยของจำนวนนิวตรอนที่ถูกปล่อยออกมาต่อนิวเคลียสที่ไปฟิชชั่นนิวเคลียสอื่นจะเรียกว่าค่า "k" ค่า k มากกว่า 1 หมายความว่าปฏิกิริยาฟิชชันจะปล่อยนิวตรอนมากกว่ามันดูดซับไว้และดังนั้นจึงจะเรียกว่าเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่อย่างยั่งยืนด้วยตัวเอง มวลของวัสดุฟิสไซล์ที่มีขนาดใหญ่พอ (และในคอนฟิคฯที่เหมาะสม) ที่จะก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่อย่างยั่งยืนด้วยตนเองเรียกว่ามวลวิกฤต (). โคม่า
เปลือกสมองเป็นส่วนของเนื้อเทาที่มีนิวเคลียสของเซลล์ประสาทรวมกันอยู่หนาแน่น มีหน้าที่ทำให้เกิดการรับรู้ นำสัญญาณประสาทสัมผัสส่งไปยังเส้นทางทาลามัส และกระบวนการอื่นๆ ของสมอง รวมถึงการคิดแบบซับซ้อน เซลล์ประสาท
เซลล์ประสาท[1] หรือ นิวรอน (English: neuron, /ˈnjʊərɒn/ NYEWR-on, หรือ /ˈnʊərɒn/ NEWR-on) เป็นเซลล์เร้าได้ด้วยพลัง ของเซลล์อสุจิที่ทำหน้าที่ประมวลและส่งข้อมูลผ่านสัญญาณไฟฟ้าและเคมี โดยส่งผ่านจุดประสานประสาท (synapse) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อโดยเฉพาะกับเซลล์อื่น ๆ นิวรอนอาจเชื่อมกันเป็นโครงข่ายประสาท (neural network) และเป็นองค์ประกอบหลักของสมองกับไขสันหลังในระบบประสาทกลาง (CNS) และของปมประสาท (ganglia) ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) นิวรอนที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ รวมทั้ง นิวตรอน
เมื่อมีพันธะกับนิวเคลียส ความไม่เสถียรของนิวตรอนเดี่ยวจะถูกนิวเคลียสทำให้เสถียร ถ้าโปรตอนที่เพิ่มมากขึ้นทำให้เกิดปฏิกิริยากับโปรตอนตัวอื่น ๆ ในนิวเคลียสเอง แม้ว่านิวตรอนจะไม่เสถียร นิวตรอนก็ไม่จำเป็นต้องมีพันธะ สาเหตุนี้สามารถอธิบายได้ว่าทำไมโปรตอนเสถียรที่อยู่ในอวกาศจึงเปลี่ยนสภาพเป็นนิวตรอนเมื่อเกิดพันธะภายในนิวเคลียส นิวเคลียสมีหาง
นิวเคลียสมีหางรับการเชื่อมต่ออย่างหนาแน่นมาจากนิวรอนที่ส่งสัญญาณโดยสารโดพามีน ซึ่งมีกำเนิดหลักใน ventral tegmental area และ substantia nigra pars compacta นอกจากนั้นแล้วยังมีการเชื่อมต่อมาจากคอร์เทกซ์สัมพันธ์ (association cortices) เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อย่างไรก็ตาม ถ้ามวลจะวิกฤตได้ก็ต่อเมื่อนิวตรอนที่ถูกหน่วงความเร็วถูกป้อนเข้าไป ดังนั้นปฏิกิริยาก็สามารถควบคุมได้ เช่นโดยการใส่เข้าไปหรือการดึงออกมาโดยตัวดูดซับนิวตรอน () นี่คือสิ่งที่ช่วยให้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถที่จะถูกสร้างได้ นิวตรอนเร็วไม่สามารถถูกจับโดยนิวเคลียสได้โดยง่าย พวกมันจะต้องถูกชะลอความเร็ว (ให้เป็นนิวตรอนช้า) โดยทั่วไปโดยการชนกับนิวเคลียสของตัวหน่วงนิวตรอน () ก่อนที่พวกมันจะถูกจับได้อย่างง่ายดาย ในวันนี้ ประเภทนี้ของการฟิชชันเป็นที่นิยมใช้ในการผลิตไฟฟ้า นิวตรอน
นิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ ในทศวรรษหลังจากที่นิวตรอนที่ถูกค้นพบในปี 1932[4] นิวตรอนถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการกลายพันธ์ของนิวเคลียส (English: nuclear transmutation) ในหลายประเภท ด้วยการค้นพบของ นิวเคลียร์ฟิชชัน ในปี 1938[5] ทุกคนก็ตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่า ถ้าการฟิชชันสามารถผลิตนิวตรอนขึ้นมาได้ นิวตรอนแต่ละตัวเหล่านี้อาจก่อให้เกิดฟิชชันต่อไปได้อีกในกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์[6] เหตุการณ์และการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่​​เครื่องปฏิกรณ์ที่ยั่งยืนด้วยตนเองเป็นครั้งแรก (Chicago Pile-1, 1942) และอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก (ทรินิตี้ 1945) เซลล์เกลีย
เซลล์เกลีย () หรือ นิวโรเกลีย () หรือ เกลีย () เป็นเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทซึ่งทำหน้าที่หลากหลายในระบบประสาท เช่น ช่วยเกื้อหนุนค้ำจุนเซลล์ประสาท เป็นแหล่งอาหาร รักษาภาวะธำรงดุล (homeostasis) สร้างเยื่อไมอีลินห่อหุ้มแอกซอน และการถ่ายทอดสัญญาณ เป็นต้น จำนานเซลล์เกลียมีมากกว่าจำนวนเซลล์ประสาทถึง 10 เท่าตัว บิกแบงนิวคลีโอซินทีสิส
ในการศึกษาจักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ บิกแบงนิวคลีโอซินทีสิส (; BBN) หรือ นิวคลีโอซินทีสิสเริ่มแรก เป็นการอธิบายถึงกระบวนการกำเนิดนิวเคลียสต่างๆ นอกเหนือไปจากนิวเคลียสของ H-1 (เช่น ไอโซโทปแสงของไฮโดรเจน ซึ่งนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนเดี่ยว) ระหว่างช่วงยุคต้นของการเกิดเอกภพ นิวคลีโอซินทีสิสแรกเริ่มนี้เกิดขึ้นในเวลาไม่กี่นาทีหลังจากเกิดบิกแบง เชื่อกันว่าเป็นต้นเหตุของการก่อตัวของไอโซโทปธาตุหนักของไฮโดรเจน ที่รู้จักกันในชื่อ ดิวเทอเรียม (H-2 หรือ D), ฮีเลียมไอโซโทป He-3 และ He-4, และ ลิเทียมไอโซโทป Li-6 และ Li-7 นอกจากนิวเคลียสที่เสถียรเหล่านี้ ยังมีพวกที่ไม่เสถียรอยู่ด้วย หรือพวกไอโซโทปกัมมันตรังสี (Radionuclide) เช่น ทริเทียม H-3, เบอริลเลียม Be-7 และ เบอริลเลียม Be-8 ไอโซโทปที่ไม่เสถียรเหล่านี้อาจเสื่อมสลายไปหรือรวมตัวเข้ากับนิวเคลียสอื่นๆ และกลายเป็นหนึ่งในบรรดาไอโซโทปเสถียร อะตอม
อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน เรียกตัวเลขนี้ว่า หมายเลขอะตอม ในธาตุชนิดหนึ่ง ๆ อาจมีจำนวนนิวตรอนที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดค่าไอโซโทปของธาตุนั้น ๆ จำนวนโดยรวมของโปรตอนกับนิวตรอนเป็นตัวระบุนิวไคลด์ จำนวนนิวตรอนเทียบกับโปรตอนเป็นตัวกำหนดความเสถียรของนิวเคลียส และไอโซโทปที่ทำให้เกิดการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี[51] นิวเคลียสของอะตอม
แม้ว่าแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์เชื่อกันว่าสามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ถึงองค์ประกอบและพฤติกรรมของนิวเคลียสแล้วก็ตาม แต่การคาดการณ์จากทฤษฎีเกี่ยวกับพื้นที่อื่น ๆ ส่วนใหญ่ของฟิสิกส์ของอนุภาคเป็นเรื่องที่ยากกว่าเสียอีก เนื่องจากเหตุผลสองประการดังต่อไปนี้ในอดีต หลายการทดลองได้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับแบบจำลองที่ค่อนข้างดิบที่จำเป็นอยู่แล้วว่ายังไม่สมบูรณ์ ไม่มีแบบจำลองเหล่านี้เลยที่จะสามารถอธิบายข้อมูลจากการทดลองเกี่ยวกับโครงสร้างของนิวเคลียสได้อย่างสมบูรณ์ นิวเคลียสมีหาง
นิวเคลียสมีหางตอบสนองเมื่อบุคคลประสบกับสุนทรียภาพทางตา จึงมีการเสนอว่าเป็น "ประสาทสัมพันธ์ของความรัก" (neural correlates of romantic love) นิวเคลียสของอะตอม
พลังงานคูลอมบ์ (). แรงผลักไฟฟ้าระหว่างแต่ละคู่ของโปรตอนในหนึ่งนิวเคลียสจะส่งผลทำให้พลังงานยึดเหนี่ยวของมันลดลง การเจริญของประสาทในมนุษย์
เซลล์ตั้งต้นของเซลล์ประสาทเพิ่มจำนวนในบริเวณโพรงสมองของนีโอคอร์เท็กซ์ (neocortex) ที่กำลังเจริญ เซลล์หลังไมโทซิสแรก ๆ ย้ายที่เพื่อสร้างพรีเพลต (preplate) ซึ่งสุดท้ายกลายเป็นเซลล์กะคัล-เรตเซียส (Cajal-Retzius cell) และเซลล์ประสาทใต้แผ่น (subplate) เซลล์เหล่านี้ย้ายที่โดยการเคลื่อนย้ายร่าง (somal translocation) เซลล์ประสาทที่ย้ายที่ด้วยการเคลื่อนที่วิธีนี้มีสองขั้วและยึดขอบส่วนยื่นนำกับเยื่อเพีย จากนั้น ร่าง (soma) จะถูกเคลื่อนไปยังผิวเยื่อเพียโดยนิวคลีโอคีนิซิส (nucleokenisis) อันเป็นกระบวนการซึ่ง "กรง" ไมโครทิวบูลรอบนิวเคลียสยืดออกแล้วหดตัวโดยสัมพันธ์กับเซนโทรโซมเพื่อชี้นำนิวเคลียสไปยังจุดหมายสุดท้ายของมัน ใยรัศมี (หรือเรียก เกลียรัศมี) สามารถเคลื่อนย้ายไปยังแผ่นเปลือกและเปลี่ยนสภาพเป็นแอสโทรไซต์ (astrocyte) หรือเซลล์ประสาทได้ การเคลื่อนย้ายร่างสามารถเกิดได้ทุกเมื่อระหว่างการเจริญ นิวเคลียสของอะตอม
โปรตอนเป็นตัวกำหนดประจุทั้งหมดของนิวเคลียส นั่นคือตัวตนทางเคมีของมัน. นิวตรอนมีความเป็นกลางทางไฟฟ้​​า แต่ก็เป็นส่วนหนึ่งของ​​มวลของนิวเคลียสเกือบเท่ากับมวลของโปรตอน นิวตรอนเป็นตัวอธิบายปรากฏการณ์ของไอโซโทป - ความหลากหลายของสายพันธุ์ที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกันแต่แตกต่างกันเฉพาะในมวลอะตอมของพวกมันเท่านั้น ไม่ใช่ปฏิกิริยาทางเคมี กลุ่มนิวเคลียส pulvinar
โดยทั่ว ๆ ไป pulvinar แบ่งออกเป็น ส่วนหน้า (anterior) ส่วนล่าง (inferior) ส่วนข้าง (lateral) และส่วนใน (medial) แต่ละส่วนมีนิวเคลียสหลายกลุ่มpulvinar มีความสำคัญแตกต่างกันในสัตว์ต่าง ๆ กัน เช่น หนูแทบจะไม่มีเขตนี้เลย และแมวมีเขตนี้แต่เล็ก จึงมีการพิจารณาว่าอยู่ในกลุ่มของ lateral posterior-pulvinar complex ซึ่งเป็นกลุ่มนิวเคลียสของทาลามัสด้านข้างส่วนหลัง (lateral posterior thalamic nucleus) 
ส่วนในมนุษย์ pulvinar เป็นส่วนที่มีขนาด 40% ของทาลามัสทั้งหมด จึงเป็นกลุ่มนิวเคลียสที่ใหญ่ที่สุดในทาลามัส แบ็กแรล
เบ็กเคอเรล (; สัญลักษณ์: Bq) เป็นหน่วยอนุพันธ์เอสไอของกัมมันตภาพ หรือการแผ่กัมมันตรังสี ตามนิยามของสำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ 1 เบ็กเคอเรล หมายถึง กัมมันตภาพหรือการแผ่รังสีที่ได้จากการสลายนิวเคลียส 1 ตัวภายใน 1 วินาที เขียนในรูปหน่วยฐานได้เป็น s หน่วยเบ็กเคอเรลตั้งชื่อตามอ็องรี แบ็กแรล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี พ.ศ. 2446 ร่วมกับปีแยร์ กูว์รี และมารี กูว์รี ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสเช่นกัน การแปรนิวเคลียส
การแปรนิวเคลียสตามธรรมชาติประเภทหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อธาตุกัมมันตรังสีบางชนิดสลายตัวอย่างต่อเนื่องตามธรรมชาติ แล้วจึงเปลี่ยนสภาพเป็นอีกธาตุหนึ่ง ตัวอย่างคือ การสลายตัวตามธรรมชาติของโพแทสเซียม-40 เป็น อาร์กอน-40 ซึ่งมีที่มาจากอาร์กอนส่วนใหญ่ในอากาศ เช่นกับบนโลก การแปรนิวเคลียสตามธรรมชาติจากกลไกที่แตกต่างของปฏิกิริยานิวเคลียร์ตามธรรมชาติเกิดขึ้น เนื่องจากการยิงรังสีคอสมิกใส่ธาตุ (ตัวอย่างเช่น เพื่อให้เกิดคาร์บอน-14) และยังเกิดขึ้นบางครั้งจากการยิงนิวตรอนตามธรรมชาติ (ตัวอย่างเช่น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันธรรมชาติ) การหลอมนิวเคลียส
กระบวนการหลอมที่สำคัญที่สุดในธรรมชาติเป็นสิ่งที่ให้พลังงานกับดวงดาว ในศตวรรษที่ 20 มีการตระหนักว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาการหลอมนิวเคลียสเป็นตัวกำหนดอายุขัยของดวงอาทิตย์และดาวอื่น ๆ โดยเป็นแหล่งที่มาของความร้อนและแสงสว่าง การหลอมของนิวเคลียสทั้งหลายในดาวดวงหนึ่งเริ่มต้นจากความอุดมสมบูรณ์ของไฮโดรเจนและฮีเลียมในช่วงแรก เกิดเป็นพลังงานและการสังเคราะห์นิวเคลียสขึ้นใหม่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการหลอมนั้น ผู้ผลิตพลังงานหลักในดวงอาทิตย์เป็นการหลอมของไฮโดรเจนก่อตัวเป็นก๊าซฮีเลียมซึ่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิแกนกลางของดวงอาทิตย์ที่ 14 ล้านเคลวิน ผลสุทธิคือการหลอมรวมของสี่โปรตอนกลายเป็นหนึ่งอนุภาคแอลฟาพร้อมกับการปลดปล่อยโพสิตรอนสองตัวและนิวตริโนสองตัว (ซึ่งเปลี่ยนสองโปรตอนไปเป็นนิวตรอน) และพลังงาน ห่วงโซ่ปฏิกิริยาที่แตกต่างกันเข้ามามีส่วนร่วม ขึ้นอยู่กับมวลของดาว สำหรับดาวขนาดดวงอาทิตย์หรือเล็กกว่าห่วงโซ่โปรตอน-โปรตอนจะเป็นปฏิกิริยาหลัก ในดาวที่หนักกว่า วัฏจักร CNO () มีความสำคัญมากกว่า การเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน
การเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน (English: neuronal tuning) หมายถึงการที่นิวรอน (คือเซลล์ประสาท) ในสมองเลือกที่จะเป็นตัวแทน[1]ของข้อมูลทางประสาทสัมผัส (sensory) ข้อมูลทางการเคลื่อนไหว (motor) หรือข้อมูลในการรับรู้ (cognition) เซลล์ประสาทจะค่อย ๆ ปรับการเลือกตัวกระตุ้นจนเหมาะสมที่สุดโดยอาศัยประสบการณ์ [2] การเลือกตัวกระตุ้นนั้นอาจจะมีกำลังและเฉพาะที่ ดังที่ปรากฏในคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (primary visual cortex) หรืออาจจะอ่อนกำลังแต่กระจายไป ดังที่ปรากฏในกลุ่มนิวรอนต่าง ๆ นิวรอนหนึ่ง ๆ อาจจะเลือกตัวกระตุ้นหลาย ๆ อย่างพร้อม ๆ กันเช่นข้อมูลทางตา ข้อมูลทางหู และข้อมูลทางจมูก ซึ่งมักจะเป็นนิวรอนที่ประสานสัมพันธ์ข้อมูลที่มาจากหลายแหล่ง การประสานสัมพันธ์ข้อมูล (integration) นั่นแหละเป็นการงานหลักของเครือข่ายเซลล์ประสาท ตัวอย่างดีที่สุดของการเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอนสามารถเห็นได้ในระบบประสาทเกี่ยวกับการเห็น การได้ยิน การได้กลิ่น การรับรู้ความรู้สึกทางกายประเภทอื่น ๆ (somatosensory) และความทรงจำ อะตอม
อนุภาคมูลฐานจะมีคุณสมบัติภายในเชิงกลศาสตร์ควอนตัมประการหนึ่งรู้จักกันในชื่อ สปิน หากเปรียบเทียบก็อาจคล้ายคลึงกับโมเมนตัมเชิงมุมของวัตถุที่หมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลของตัวเอง แม้ว่าถ้าจะพูดให้เคร่งครัดแล้ว อนุภาคเหล่านี้มีลักษณะเป็นเหมือนจุดซึ่งไม่สามารถบอกได้ว่ามันกำลังหมุน การวัดค่าสปินใช้หน่วยของค่าคงที่ของพลังค์ (ħ) โดยที่อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน ล้วนมีค่าสปิน ½ħ, or "spin-½" ในอะตอมหนึ่ง ๆ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบนิวเคลียสจะมีโมเมนตัมเชิงมุมในวงโคจรเพิ่มไปกับสปินของมัน ขณะที่ตัวนิวเคลียสเองนั้นมีโมเมนตัมเชิงมุมขึ้นกับนิวเคลียร์สปินของมัน[85] การสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์
กระบวนการวิวัฒนาการนี้เริ่มเป็นที่เข้าใจกันในราวช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ซึ่งในตอนแรกนั้นคิดกันว่าความร้อนและแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ตัวกำเนิดพลังงานหลักในดวงอาทิตย์ คือการเกิดฟิวชันของไฮโดรเจนทำให้กลายไปเป็นฮีเลียม ซึ่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิอย่างน้อยที่สุด 3 ล้านเคลวิน ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ปฏิกิริยาทั้งหลายที่เกิดกับนิวตรอนต่างๆมีความสำคัญในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์ ในขณะที่ปฏิกิริยานิวตรอนที่รู้จักกันดีคือการกระเจิงของนิวตรอน (), การจับยึดนิวตรอนและนิวเคลียร์ฟิชชั่น สำหรับบางนิวเคลียสเบา (โดยเฉพาะ'นิวเคลียสแปลกแปลก') ปฏิกิริยากับนิวตรอนความร้อนส่วนใหญ่จะเป็นปฏิกิริยาแบบถ่ายโอน ดังนี้: นิวตรอน
นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวน Z ตัว โดยที่ Z จะเรียกว่า เลขอะตอม และนิวตรอนจำนวน N ตัว โดยที่ N คือ เลขนิวตรอน เลขอะตอมใช้กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม และเลขนิวตรอนใช้กำหนด ไอโซโทป หรือ นิวไคลด์[2] คำว่าไอโซโทปและนิวไคลด์มักจะถูกใช้เป็นคำพ้อง แต่พวกมันหมายถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางนิวเคลียร์ตามลำดับ เลขมวล ของอะตอมใช้สัญลักษณ์ A จะเท่ากับ Z+N ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และคาร์บอน-12 ที่เป็นไอโซโทปที่พบอย่างมากมายของมันมี 6 นิวตรอนขณะคาร์บอน-13 ที่เป็นไอโซโทปที่หายากของมันมี 7 นิวตรอน องค์ประกอบบางอย่างจะเกิดขึ้นเองในธรรมชาติโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเพียงหนึ่งตัว เช่นฟลูออรีน (ดู นิวไคลด์ที่เสถียร) องค์ประกอบอื่น ๆ จะเกิดขึ้นโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเป็นจำนวนมาก เช่นดีบุกที่มีสิบไอโซโทปที่เสถียร แม้ว่านิวตรอนจะไม่ได้เป็นองค์ประกอบทางเคมี มันจะรวมอยู่ใน ตารางของนิวไคลด์[3] แบบจำลองชั้นพลังงานของนิวเคลียส
แบบจำลองชั้นพลังงานนี้บางส่วนมีความคล้ายคลึงกับแบบจำลองชั้นพลังงานของอะตอม ซึ่งอธิบายการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอม ในชั้นพลังงานที่มีอิเล็กตรอนอยู่เต็มจะมีความเสถียรมากกว่า เมื่อเพิ่มนิวคลีออน (โปรตอนหรือนิวตรอน) ให้กับนิวเคลียส จะมีจุดๆ หนึ่งซึ่งพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวคลีออนตัวถัดไปมีค่าน้อยกว่าตัวก่อนหน้าอย่างมาก ผลการสังเกตการณ์นี้เป็นจุดเริ่มต้นของแบบจำลองชั้นพลังงาน ทำให้ทราบถึงเลขมหัศจรรย์ (magic number) ของนิวคลีออน คือ 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 ซึ่งจะผูกมัดแน่นหนากับเลขตัวถัดไปที่มีค่าสูงขึ้น ฟิสิกส์นิวเคลียร์
การทดลองที่สำคัญที่อยู่เบื้องหลังการประกาศครั้งนี้เกิดขึ้นในปี 1910 ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ อย่างที่ทีมของเออร์เนส รัทเธอร์ฟอร์ดได้ดำเนินการทดลองที่น่าทึ่ง โดยที่นายฮันส์ ไกเกอร์และนายเออร์เนส Marsden ภายใต้การดูแลของเขาได้ยิงอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสของฮีเลียม) ไปที่ฟิล์มบางของฟอยล์ทองคำ 'รูปแบบของพลัมพุดดิ้ง'คาดการณ์ว่าอนุภาคแอลฟาน่าจะออกมาจากฟอยล์ที่มีวิถีโค้งของพวกมันงอเล็กน้อยเป็นส่วนใหญ่ รัทเธอร์ฟอร์ดมีความคิดที่จะสั่งให้ทีมงานของเขาที่จะมองหาบางสิ่งที่ตกใจเขาจะสังเกตเห็นจริง: อนุภาคไม่กี่ตัวกระจัดกระจายทะลุมุมขนาดใหญ่ แม้แต่วิ่งกลับหลังอย่างสมบูรณ์ในบางกรณี เขาเปรียบมันกับการยิงกระสุนไปที่กระดาษทิชชูและเห็นมันสะท้อนกลับ การค้นพบที่เริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลของ Rutherford ในปี 1911 ในที่สุดนำไปสู่ Rutherford model ของอะตอมที่อะตอมมีขนาดที่เล็กมาก นิวเคลียสที่หนาแน่นมากประกอบด้วยมวลของมันเป็นส่วนใหญ่ และที่ประกอบด้วยอนุภาคหนักที่มีประจุบวกกับอิเล็กตรอนที่ฝังตัวเพื่อที่จะสร้างความสมดุลของประจุรวม (เนื่องจากตอนนั้นนิวตรอนยังไม่เป็นที่รู้จัก) ตัวอย่างเช่นในรูปแบบนี้ (ซึ่งไม่ได้เป็นแบบที่ทันสมัย) ไนโตรเจน-14 ประกอบด้วยหนึ่งนิวเคลียสที่มี 14 โปรตอนและ 7 อิเล็กตรอน(อนุภาครวมเป็น 21) และนิวเคลียสถูกล้อมรอบด้วยอีก 7 อิเล็กตรอนที่โคจรล้อมรอบ นิวเคลียส (ระบบประสาท)
ในทางประสาทกายวิภาคศาสตร์ นิวเคลียส () หมายถึงกลุ่มของเซลล์ประสาทที่อยู่กันอย่างหนาแน่นภายในสมอง ในภาพตัดกายวิภาคบริเวณนิวเคลียสจะเป็นส่วนเนื้อเทา (gray matter) ที่ถูกรายล้อมด้วยเนื้อขาว (white matter) ซึ่งเป็นส่วนใยประสาท นิวเคลียสมีลักษณะโครงสร้างซับซ้อนประกอบด้วยเซลล์ประสาทหลายชนิดเรียงตัวกันเป็นกลุ่มหรือเป็นชั้นๆ เพื่อทำหน้าที่ร่วมกัน ในสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยนิวเคลียสต่างๆ มากนับร้อยนิวเคลียส  สมองส่วนกลาง
ภาพตัดขวางของสมองส่วนกลางที่ระดับซุพีเรียร์ คอลลิคูลัสแสดงเรด นิวเคลียส นิวเคลียสของเส้นประสาทกล้ามเนื้อตารวมทั้งเอดิงเงอร์-เวสท์ฟัล นิวเคลียส (Edinger-Westphal nucleus) รวมทั้งซับสแตนเชีย ไนกรา ฮันส์ ไกเกอร์
โจฮันเนส "ฮันส์" วิลเลม เกนการ์ ไกเกอร์ (; 30 กันยายน ค.ศ. 1882 – 24 กันยายน ค.ศ. 1945) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เป็นที่รู้จักในฐานะผู้ร่วมคิดค้นไกเกอร์มูลเลอร์เคาน์เตอร์ และการทดลองของไกเกอร์-มาร์สเดน ซึ่งเป็นการค้นพบ นิวเคลียสอะตอม การแปรนิวเคลียส
การแปรนิวเคลียส () เป็นการแปลงธาตุเคมีหรือไอโซโทปหนึ่งเป็นอีกอย่างหนึ่ง หรือกล่าวได้ว่า อะตอมของธาตุสามารถเปลี่ยนเป็นอะตอมของธาตุอื่นด้วย "การเปลี่ยนสภาพ" การแปรนิวเคลียสเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ (ซึ่งอนุภาคภายนอกทำปฏิกิริยากับนิวเคลียส) หรือโดยการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (ซึ่งไม่ต้องอาศัยอนุภาคภายนอก) อะตอม
มีความเป็นไปได้ที่นิวเคลียสของอะตอมที่มีหมายเลขอะตอมต่ำซึ่งมีจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนต่างกัน จะลดสถานะพลังงานต่ำลงจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี อันทำให้จำนวนโปรตอนกับนิวตรอนเกือบจะเท่ากัน ผลที่เกิดขึ้นทำให้อะตอมที่มีจำนวนโปรตอนกับนิวตรอนเกือบเท่ากันนั้นมีภาวะเสถียรขึ้นและไม่สลายตัว อย่างไรก็ดี ยิ่งหมายเลขอะตอมสูงขึ้น แรงผลักระหว่างโปรตอนก็จะยิ่งทำให้สัดส่วนนิวตรอนที่ต้องมีเพื่อรักษานิวเคลียสให้เสถียรต้องเพิ่มจำนวนมากขึ้น ทำให้แนวโน้มเปลี่ยนแปลงไป ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีนิวเคลียสที่เสถียรซึ่งมีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนเท่า ๆ กันที่หมายเลขอะตอมมากกว่า Z = 20 (แคลเซียม) ยิ่ง Z มีจำนวนมากขึ้นไปสู่นิวเคลียสธาตุหนัก สัดส่วนนิวตรอนต่อโปรตอนที่ต้องมีเพื่อความเสถียรจะยิ่งเพิ่มขึ้นไปที่ประมาณ 1.5[52] นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์
นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ () เป็นพื้นที่อัดแน่นบริเวณศูนย์กลางของดาราจักร ซึ่งมีสภาพส่องสว่างสูงกว่าค่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า‎ปกติ (ทั้งในระดับของคลื่นวิทยุ อินฟราเรด แสงที่มองเห็นได้ อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา) ดาราจักรที่มีนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์จะถูกเรียกว่าเป็น ดาราจักรกัมมันต์ เชื่อว่าการแผ่รังสีจากแกนกลางดาราจักรกัมมันต์เป็นผลจากการพอกพูนมวลของหลุมดำมวลยวดยิ่งซึ่งอยู่ที่บริเวณใจกลางของดาราจักรนั้น ๆ แกนกลางนี้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีสภาพส่องสว่างสูงที่สุดในเอกภพ เหตุนี้มันจึงใช้เป็นจุดสังเกตทำให้สามารถค้นพบวัตถุที่อยู่ไกลมาก ๆ ได้ พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ (English: Nuclear Power or Nuclear Energy) เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ได้จากการคายความร้อนในปฏิกิริยานิวเคลียร์[1] เพื่อประโยชน์ในการสร้างความร้อนและผลิตไฟฟ้า. นิวเคลียร์ เป็นคำคุณศัพท์ของคำว่า นิวเคลียส ซึ่งเป็นแก่นกลางของอะตอมธาตุ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคโปรตอน และนิวตรอน ซึ่งยึดกันได้ด้วยแรงของอนุภาคไพออน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เมื่อนิวเคลียสของอะตอมขนาดใหญ่ที่มีคุณสมบัติฟิชชั่น[2] เช่นยูเรเนียม-235 หรือพลูโตเนียม-239 ดูดซับนิวตรอน มันอาจทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นขึ้น นิวเคลียสหนักจะแยกออกเป็นนิวเคลียสที่เบากว่า (ผลผลิตจากฟิชชัน) สองตัวหรือมากกว่า พร้อมกับปล่อยพลังงานจลน์ รังสีแกมมา และนิวตรอนอิสระออกมามากมาย ส่วนหนึ่งของนิวตรอนเหล่านี้ต่อมาอาจถูกดูดซึมโดยอะตอมที่มีคุณสมบติฟิชชั่นอื่น ๆ และก่อให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันต่อไปซึ่งจะปล่อยนิวตรอนมากขึ้น และทำซ้ำ ๆ ไปเรื่อย ๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ (English: nuclear chain reaction) เซลล์ (ชีววิทยา)
ตารางที่ 1: เปรียบเทียบรูปร่างของเซลล์ แบบโพรแคริโอต และแบบยูแคริโอตโพรแคริโอตยูแคริโอตตัวอย่างสิ่งมีชีวิตแบคทีเรีย, อาร์เคียโพรทิสต์, เห็ดรา, พืช, สัตว์ขนาดตัวอย่าง~ 1-10 ไมโครเมตร~ 10-100 ไมโครเมตร (เซลล์สเปิร์มหากไม่นับหาง จะมีขนาดเล็กกว่านี้)ชนิดของนิวเคลียสบริเวณนิวคลอยด์; ไม่มีนิวเคลียสแท้จริงนิวเคลียสจริง มีผนังสองชั้นดีเอ็นเอวงกลม (ธรรมดา)โมเลกุล เป็นแนวตรง (โครโมโซม) และมีโปรตีนฮิสโตนอาร์เอ็นเอ/การสังเคราะห์โปรตีนทั้งคู่เกิดในไซโทพลาซึมอาร์เอ็นเอ-สังเคราะขึ้นภายในนิวเคลียส สังเคราะห์โปรตีนในไซโตพลาสซึมขนาดไรโบโซม50S+30S60S+40Sโครงสร้างภายในไซโตพลาสซึมโครงสร้างเล็กมากจัดโครงสร้างโดย เอ็นโดเมมเบรน และ ไซโตสเกเลตัน (cytoskeleton)การเคลื่อนไหวของเซลล์แฟกเจลลา สร้างจากโปรตีนแฟลเจลลิน (flagellin)แฟกเจลลา และ ซีเลีย สร้างจากโปรตีนทูบูลิน (tubulin)ไมโทคอนเดรียไม่มีมี ตั้งแต่ หนึ่ง ถึงหลายสิบคลอโรพลาสต์ไม่มีพบในสาหร่ายและพืชการประสานงานกันระหว่างเซลล์ปกติเป็นเซลล์เดี่ยวเซลล์เดี่ยว, เป็นโคโลนี, สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ชั้นสูงจะมีเซลล์หลายชนิดที่มีหน้าที่เฉพาะมากมายการแบ่งเซลล์การแบ่งเป็นสองส่วน (simple division)ไมโทซิส ไมโอซิส ฟิสิกส์นิวเคลียร์
นิวเคลียสเป็นสิ่งที่ยังไม่เป็นที่เข้าใจทางทฤษฏี เพราะมันประกอบไปด้วยอนุภาคจำนวนมาก (เช่น โปรตอน และนิวตรอน) แต่ไม่มีขนาดใหญ่พอที่จะอธิบายลักษณะได้ถูกต้องเหมือนอย่างผลึก จึงมีการใช้แบบจำลองของนิวเคลียสซึ่งใช้ศึกษาพฤติกรรมทางนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ได้ โดยอาจใช้เป็นวิธีการเดียวหรือร่วมกับวิธีการอื่น ๆ ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในการกระทบกันครั้งแรกซึ่งจะเริ่มปฏิกิริยา อนุภาคต้องวิ่งเข้าหากันอย่างใกล้ชิดพอเพื่อให้แรงช่วงสั้นสามารถจะส่งผลต่อกัน เนื่องจากอนุภาคนิวเคลียร์ที่พบมากที่สุดจะมีประจุเป็นบวก ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะต้องเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าสถิตแรงสูงก่อนที่ปฏิกิริยาจะสามารถเริ่มต้นขึ้น แม้ว่านิวเคลียสเป้าหมายเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมที่เป็นกลาง อนุภาคอื่น ๆ จะต้องเจาะลึกไปไกลกว่าเมฆอิเล็กตรอนและเข้าไปใกล้กับนิวเคลียสซึ่งมีประจุบวก ดังนั้นอนุภาคดังกล่าวจะต้องถูกเร่งความเร็วตั้งแต่แรกให้มีพลังงานที่สูง ตัวอย่างเช่น โดย: นิวเคลียสมีหาง
นิวเคลียสมีหางอยู่ใกล้ศูนย์กลาง (medial) ของสมอง อยู่คร่อมทาลามัส มีอยู่ในซีกทั้งสองของสมอง นิวเคลียสแต่ละตัวมีรูปร่างคล้ายอักษรโรมัน C มีหัวใหญ่ ( ) ด้านหน้า และมีตัว ( ) กับหาง ( ) ที่เล็กลงมาตามลำดับ บางส่วนของนิวเคลียสมีหางบางครั้งเรียกว่า "หัวเข่า" ( )
หัวและตัวของนิวเคลียสมีหางรวมกันเป็นปีกหน้าส่วนด้านล่างของ lateral ventricle หลังจากลำตัวที่ยื่นออกไปด้านหลังศีรษะสักระยะหนึ่ง ส่วนหางก็ม้วนกลับมาด้านหน้า กลายเป็นปีกล่างส่วนเพดานของ lateral ventricle ซึ่งหมายความว่าการผ่าแบ่งหน้าหลัง (coronal) ที่ตัดผ่านส่วนหาง ก็ย่อมจะตัดผ่านตัวและหัวของนิวเคลียสมีหางด้วย แคลคูลัส
เมื่อเรากล่าวถึงรายละเอียดแล้ว แคลคูลัสเชิงอนุพันธ์ นิยามอัตราการเปลี่ยนแปลงในขณะใดขณะหนึ่ง (อนุพันธ์) ระหว่างค่าของฟังก์ชัน กับตัวแปรของฟังก์ชัน นิยามจริงๆ ของอนุพันธ์คือ ลิมิตของอัตราส่วนในการเปลี่ยนแปลง (difference quotient). อนุพันธ์คือหัวใจของวิทยาศาสตร์กายภาพ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน "แรง = มวล×ความเร่ง" มีความหมายในแคลคูลัส เพราะว่า ความเร่งเป็นอนุพันธ์ค่าหนึ่ง ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวล และทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ (สัมพัทธภาพทั่วไป) นั่นได้กล่าวถึงด้วยภาษาของแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์ เช่นเดียวกันกับทฤษฎีพื้นฐานของวงจรไฟฟ้า การสังเคราะห์นิวเคลียส
สำหรับการเกิดการสังเคราะห์นิวเคลียสในลำดับถัดมาของอะตอมธาตุหนัก เกิดขึ้นได้หลังจากการระเบิดของดาวฤกษ์มวลมากและซูเปอร์โนวาในช่วงเวลาเดียวกัน ตามหลักการของทฤษฎีนี้ ไฮโดรเจนและฮีเลียมจากบิกแบง (รวมถึงอิทธิพลจากความหนาแน่นของสสารมืด) ควบรวมกันกลายเป็นดาวฤกษ์ยุคแรกในราว 500 ล้านปีหลังจากบิกแบง ธาตุที่เกิดในช่วงการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์มีเลขอะตอมตั้งแต่ 6 (คาร์บอน) ไปจนถึงอย่างน้อย 98 (แคลิฟอร์เนียม) ซึ่งสามารถตรวจจับได้ในเส้นสเปกตรัมของซูเปอร์โนวา การเกิดซินทีสิสของธาตุหนักเหล่านี้เกิดได้ทั้งจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น หรือจากนิวเคลียร์ฟิชชั่น และบางครั้งก็มีการสลายปลดปล่อยอนุภาคเบตาเกิดขึ้นด้วย ยูแคริโอต
การแบ่งเซลล์ในยูแคริโอตแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีนิวเคลียส (โพรแคริโอต) มีกระบวนการแบ่งตัวสองประเภท คือ ไมโทซิสและไมโอซิส ไมโทซิสเป็นการที่เซลล์หนึ่งแบ่งตัวได้เซลล์ที่มีพันธุกรรมเหมือนกันสองเซลล์ ในไมโอซิสซึ่งจำเป็นในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เซลล์ดิพลอยด์หนึ่ง (ซึ่งมีโครโมโซมสองชุด ชุดหนึ่งมาจากพ่อ อีกชุดหนึ่งมาจากแม่) มีการจับคู่โครโมโซมจากพ่อแม่แต่ละคู่ใหม่ แล้วผ่านการแบ่งเซลล์อีกสองขั้นตอน จนได้เซลล์แฮพลอยด์สี่เซลล์ (เซลล์สืบพันธุ์) เซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์มีโครโมโซมชุดเดียว ซึ่งเป็นการผสมโครโมโซมจากพ่อแม่คู่เดียวกัน เส้นประสาทเฟเชียล
เฟเชียล นิวเคลียส (facial nucleus) เป็นกลุ่มเส้นประสาทเฟเชียล อยู่บริเวณส่วนล่างของพอนส์ ใต้โพรงสมองที่สี่ มีสองข้าง โดยแต่ละข้างแบ่งออกเป็นครึ่งบนและครึ่งล่าง ครึ่งบนทำหน้าที่ส่งกระแสประสาทควบคุมกล้ามเนื้อครึ่งบนของใบหน้า เช่น กล้ามเนื้อออกซิปิโตฟรอนทาลิส กล้ามเนื้อหลับตา[1] เป็นต้น ส่วนครึ่งล่างส่งกระแสประสาทควบคุมกล้ามเนื้อครึ่งล่างของใบหน้า วิถีหลังเฟเชียล นิวเคลียส (infranuclear pathway) ใยประสาทสั่งการวิ่งด้านใกล้กลางของแอบดิวเซนต์ นิวเคลียส (Abducens nucleus) และอ้อมออกทางด้านข้าง ผ่านระหว่างเฟเชียล นิวเคลียส และสไปนัล ไทรเจมินัล นิวเคลียส (Spinal trigeminal nucleus) ออกจากพอนส์ เข้าไปรวมกับใยประสาทรับความรู้สึก (ชื่อว่า เนอร์วัส อินเตอร์มีเดียส (nervus intermedius)) ที่บริเวณมุมซีรีเบลโลพอนทีน (cerebellopontine angle) ออกมาเป็นลำเส้นประสาทเฟเชียล ก่อนจะเข้าไปในกระดูกขมับ การแปลงภายใน
การแปลงภายใน () เป็นกระบวนการ การสลายให้กัมมันตรังสี ที่เมื่อ นิวเคลียส ที่ถูกกระตุ้นมีปฏิสัมพันธ์แบบ แม่เหล็กไฟฟ้า กับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในวงโคจรของอะตอม ทำให้อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมา (พุ่งออกมา) จากอะตอม ดังนั้นในกระบวนการการแปลงภายใน อิเล็กตรอนพลังงานสูงตัวหนึ่งจะถูกปล่อยออกมาจากอะตอมกัมมันตรังสี แต่ไม่ได้มาจากนิวเคลียส ด้วยเหตุนี้อิเล็กตรอนความเร็วสูงที่เกิดจากการแปลงภายในจึงไม่ใช่ อนุภาคบีตา เนื่องจากอนุภาคบีตาจะต้องมาจาก การสลายให้อนุภาคบีตา โดยที่พวกมันจะถูกสร้างขึ้นใหม่ในกระบวนการการสลายตัวของนิวเคลียส นิวเคลียสของอะตอม
ในกรณีที่หายากของ hypernucleus แบริออนตัวที่สามเรียกว่า ไฮเปอรอน จะมีสเตรนจ์ควาร์กหนึ่งตัวหรือมากกว่า และ/หรือควาร์กผิดปกติอื่น ๆ, มันก็ยังสามารถแชร์ฟังก์ชันคลื่นได้อีกด้วย อย่างไรก็ตามนิวเคลียสประเภทนี้ไม่เสถียรอย่างยิ่งและไม่สามารถพบได้บนโลกยกเว้นในการทดลองทางฟิสิกส์พลังงานสูง กรดนิวคลีอิก
รูปร่างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทแตกต่างกัน เช่น เซลล์โพรคาริโอต ไวรัส แบคทีเรีย รวมทั้งคลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรีย ที่มี DNA เป็นวงแหวนเกลียวคู่ ส่วนในยูคาริโอต มี 2 ชนิด คือ ชนิดที่อยู่ในนิวเคลียส เรียก nuclear DNA อยู่ในรูปเกลียวคู่ปลายเปิด และชนิดที่อยู่ในไมโทคอนเดรียเรียก Mitochondrial DNA มีลักษณะเป็นวงแหวนเกลียวคู่ และขดตัวเป็นเกลียวคู่ยิ่งยวด ในพืชพบ DNA ทั้งในนิวเคลียสและคลอโรพลาสต์ กรดนิวคลีอิก
RNA (} พบในนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมของสิ่งมีชีวิต มีหน้าที่คือ รับข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA เพื่อนำไปในสังเคราะห์โปรตีนรวมทั้งเอนไซม์และฮอร์โมนต่างๆภายในเซลล์ เป็นโพลีนิวคลีโทไทด์ที่ประกอบด้วย ไรโบนิวคลีโอไทด์หลายๆ หน่วยมาต่อกันด้วยพันธะ 3',5'- ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ขนาดของ RNA สั้นกว่าโมเลกุลของ DNA มาก RNA ที่พบส่วนมากในเซลล์ส่วนใหญ่เป็นชนิดสายเดี่ยว ( singele standed RNA ) เฉพาะในไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่อาจพบ RNA สายคู่ สายกรดนิวคลีอิกสามารถพันกันเป็นเกลียวโดยเฉพาะสำหรับดีเอ็นเอ สายทั้งสองเกาะกันอยู่ด้วยคู่เบสที่เฉพาะเจาะจง คือ อะดีนีนกับยูราซีน(Virus) และ กวานีนกับไซโตซิน