1. |
โมเดลคลัสเตอร์ หรือ โมเดลแบบกลุ่ม (cluster model) เป็นโมเดลโครงสร้างของนิวเคลียสแบบแรกสุด ได้รับการพัฒนาขึ้นมาก็เพราะว่า สำหรับนิวเคลียสขนาดเบา พลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy) จะสูงสุด เมื่อมีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนมากเพียงพอรวมกันให้ อนุภาคแอลฟา (เป็นก้อนอนุภาค ประกอบขึ้นจากโปรตอน 2 อนุภาคและนิวตรอน 2 อนุภาค) เป็น จำนวนเต็ม พึงสังเกตว่า นิวเคลียส หนักสลายกัมมันตรังสี (decay )โดยการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟามากกว่าที่จะปลดปล่อยอนุภาค โปรตอนหรือนิวตรอน อย่างไรก็ดี โมเดลนี้มีปัญหากับนิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอนมากกว่าโปรตอน มาก ๆ ได้ โดยไม่สามารถอธิบายความผิดปกตินี้ ทำให้โมเดลนี้ตกไป |
|
2. |
โมเดลหยดน้ำ (liquid drop model) โมเดลนี้ตั้งขึ้นบนพื้นฐานของ แรงนิวเคลียร์ชนิดเข้ม (strong nuclear force) ด้วยสมมติฐานที่ว่า แรงชนิดเข้มนี้ดึงดูดอนุภาคในนิวเคลียสทุกชนิดเข้าไว้ด้วยกันโดย ไม่เลือกหน้า เหมือนกับที่โมเลกุลน้ำทุกโมเลกุลดึงดูดกันเป็นหยดน้ำ ธรรมชาติของแรงชนิดเข้มนั้น ยังไม่พบว่าจะทำให้โครงสร้างนิวเคลียสแตกต่างไปจากที่เกิดขึ้นภายในหยดน้ำ โมเดลหยดน้ำ จึงอธิบายความหนาแน่นของนิวเคลียส และอธิบายการเกิดการแบ่งแยกนิวเคลียสหรือฟิชชันได้ บางกรณี ยกเว้นกรณีที่นิวเคลียสแบ่งแยกอย่างอสมมาตร (asymmetry) และโมเดลนี้ก็ไม่สามารถ อธิบายได้ ว่าทำไมจำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสไม่เท่ากัน |
|
3. |
โมเดลชั้น (shell model) พัฒนาขึ้นมาสำหรับอธิบายความแตกต่างของระดับพลังงานสำหรับนิวเคลียส และเพื่อ อธิบายจำนวนนิวคลีออน (อนุภาคภายในนิวเคลียสได้แก่โปรตอนและ/หรือนิวตรอน) ที่เรียกว่า แมจิกนัมเบอร์ (magic number) โมเดลนี้เป็นที่นิยมมากเพราะว่าเลียนแบบโครงสร้างชั้นอิเล็กตรอนของอะตอม แต่โมเดลนี้ก็มีข้อน่ากังขา ที่เด่นชัดถึง 5 ประการ คือ ประการแรก ในนิวเคลียสไม่มีแรงศูนย์กลางสำหรับชั้นให้นิวคลีออนโคจร รอบ ๆ แบบเดียวกับ ชั้นอิเล็กตรอนรอบประจุบวกของนิวเคลียส ประการที่ 2 นิวเคลียสเล็กเกินกว่าอนุภาคในนั้น จะขยับไปไหนมาไหนได้ไกล ๆ (too short mean free path)จนสามารถก่อตั้วเป็นชั้น ๆ ได้ ประการที่ 3 ทำไมโปรตอนกับนิวตรอน จึงมีบ่อศักย์ (potential wells) ที่แตกต่างกัน ประการที่ 4 โมเดลชั้นอธิบายฟิชชันไม่ได้และยิ่งอธิบาย ไม่ได้เลยกรณีการแบ่งแยกนิวเคลียสอสมมาตร ประการที่ 5 ด้านเสถียรภาพของนิวเคลียส สำหรับอะตอมที่โตกว่ายูเรเนียม โมเดลนี้อธิบาย ไม่ได้เลย |
|
4. |
โมเดลผสม (combination model) เป็นการผสมกันของโมเดลหยดน้ำกับโมเดลชั้น ซึ่งก็ยังมีข้อบกพร่องอยู่อีก หลายประการ ที่เด่นชัดคือยังคงอธิบายปัญหา mean free path ที่สั้นมาก ยังไม่ได้ รวมทั้งปัญหาการแบ่งแยก นิวเคลียสอสมมาตร |
|
5. |
โมเดลแลตทิซ (lattice model) พัฒนาขึ้นมาเพื่อประนีประนอมและประสานจุดแข็งของโมเดลหยดน้ำกับ โมเดลชั้น กล่าวคือ ความหนาแน่นของของนิวเคลียสของแลตทิซก็คล้ายกับหยดน้ำ ซึ่งเป็น ความหนาแน่นของนิวเคลียสที่วัดได้ ส่วนระดับพลังงานที่แตกต่างซึ่งแทนด้วยชั้นพลังงานต่าง ๆ ก็สามารถเทียบได้กับ การสับเปลี่ยนที่ (slight permutation) เพอร์เทอร์เบชัน (perturbations) ความแปรผัน (variation) หรือ ความผิดปกติ (anomaly) เล็ก ๆ น้อย ๆ ของโครงสร้างแลตทิซ |
|