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Nùcleo.

La parte centrale di qualcosa; il primo elemento, la parte principale di qualcosa intorno a cui si raccolgono e si organizzano le altre parti. ║ Fig. - Piccolo gruppo di persone intorno alle quali si costituisce un gruppo più vasto. ║ Squadra, reparto di pochi uomini con particolari mansioni. ● Paletn. - Residuo dei ciottoli di selce, quarzite o ossidiana dopo il distacco di frammenti. ● Mil. - La parte più interna di alcuni proiettili ad azione perforante; costituita da metalli duri ad alta densità, contribuisce ad aumentare il potere perforante del proiettile. ● Astron. - La parte più luminosa di una cometa, e anche la parte centrale di una nebulosa. ● Anat. - Parte di un organo generalmente interna e distinta istologicamente e funzionalmente. Il termine (insieme al sinonimo centro) è molto usato in riferimento al sistema nervoso centrale, dove indica un raggruppamento di cellule nervose preposte a funzioni precise (n. ambiguo, caudato, cuneato, ecc.). ● Biol. - Organo presente nelle cellule animali e vegetali, assente solo negli schizomiceti e nelle cianoficee, in cui però sono presenti nel citoplasma cellulare le sostanze caratteristiche del n. Può avere forma e posizioni differenti: può essere polilobato, elissoidale, tondeggiante. Il n. è indispensabile alla vita della cellula di cui dirige il metabolismo, provvedendo alla sintesi delle sostanze proteiche e alla riproduzione cellulare. Chimicamente il n. è, infatti, formato da una proteina basica e da un acido nucleico, fra cui predomina l'acido desossiribonucleico (DNA), materiale genetico che determina la specificità cellulare. Il n. contiene, inoltre, alcuni corpuscoli detti nucleoli, in cui si trova l'acido ribonucleico (RNA). Nel n., detto anche carioplasma, si distinguono una membrana, la matrice nucleare, la cromatina e i nucleoli. La membrana, detta membrana nucleare o carioteca, separa il n. dal citoplasma più viscoso; presenta dei pori che permettono uno scambio con il citoplasma e il n. La cromatina, che si colora con coloranti basici e risalta in un reticolo più chiaro formato dalla linina, è costituita da DNA e da proteine ed è portatrice dei caratteri ereditari della cellula. Si distinguono nel n. in interfase zolle di cromatina detta eterocromatina, apparentemente metabolicamente inerte, e cromatina eurocromatina, metabolicamente più attiva. Le due cromatine si addensano, quindi, a costituire i cromosomi nel corso della divisione cellulare. Tutti i corpuscoli nucleari si trovano in un liquido chiaro, trasparente, che gli antichi biologi definirono carioplasma. Meglio lo definisce il termine matrice nucleare, che tiene conto del fatto che il n. è un sistema colloidale dove l'acqua costituisce la fase disperdente. ● Chim. - Si dice n. una struttura chiusa e stabile di atomi disposti ad anello, come il n. benzenico. ║ N. condensati: struttura formata da due o più anelli uguali o diversi, aventi in comune almeno due atomi. ║ N. eterociclico: struttura ciclica comprendente anche atomi diversi dal carbonio. ║ N. omociclico: formato da un anello di soli atomi di carbonio. ● Elettr. - N. magnetico: massa di sostanza ferromagnetica che, nelle macchine e negli apparecchi elettrici, serve a convogliare il flusso di induzione magnetica. In sostanza si può considerare come n. la parte di circuito magnetico attorno a cui vengono realizzati gli avvolgimenti elettrici (ad esempio, l'interno di trasformatori). In funzione del tipo di flusso elettrico da cui è percorso, il n. può essere massiccio o costituito da una serie di lamiere in leghe ferro-silicio, isolate tra loro. ● Fis. - N. atomico: parte centrale dell'atomo in cui è concentrata quasi tutta la sua massa. Il n. dell'atomo è costituito da un certo numero (numero di massa indicato convenzionalmente con la lettera A) di particelle chiamate nucleoni: tali particelle all'esterno del n. appaiono sotto due forme distinte, chiamate rispettivamente protone e neutrone. Il n. di un atomo risulta, quindi, composto da un numero Z di protoni e da un numero N di neutroni in modo che A = Z + N. La stabilità di un n. è dovuta alla presenza di forze che si esercitano fra i vari nucleoni e la cui natura è sostanzialmente differente dalle forze elettriche, magnetiche o gravitazionali, in quanto queste risulterebbero insufficienti a contrastare la naturale repulsione di particelle con la stessa carica elettrica. Si ipotizza, quindi, l'esistenza di forze nucleari a corto raggio d'azione, la cui intensità decresce bruscamente non appena i nucleoni si allontanano. Per spiegare come agiscano queste forze, si è pensato che i nucleoni creino un campo di forze dove gli agenti (quanti) sono costituiti da mesoni (particelle supposte da Yukawa nel 1935). Un n. assorbirebbe ed emetterebbe mesoni creando una nube, campo di azione delle forze nucleari. Lo studio delle forze nucleari ha portato a sviluppare alcuni modelli di riferimento, ognuno dei quali è, però, in grado di rappresentare solo alcuni aspetti del comportamento del n.; tra questi modelli il più valido si è rivelato il modello a goccia, ideato da G. Gamow nel 1930. Il n. è confrontato con una goccia di liquido sulla cui superficie abbiano luogo forti vibrazioni: i nucleoni si comportano come le molecole che costituiscono la goccia. Questo modello descrive con buona approssimazione fenomeni associati ad una forte eccitazione del n. e le sue reazioni durante una reazione di fissione nucleare. Si è ipotizzata, quindi, la presenza di un elemento responsabile di uno scambio fra i protoni, che Yukawa individuò nei mesoni. Questi avrebbero una massa m = h/rc con r uguale al raggio di azione delle forze nucleari, h costante di Planck e c velocità della luce. Ulteriori studi hanno portato a scoprire che i nucleoni sono particelle più complesse formate da quark e che i quanti sarebbero a loro volta costituiti da gruppi di mesoni. Nel modello a shell (conchiglia) o a strati si ipotizza che i nucleoni sarebbero organizzati a strati e possano muoversi entro un campo di forza descritto da un buca di potenziale definita nel n. Tale ipotesi scaturì dall'osservazione che la presenza di n. stabili fosse da associare a determinati valori di N o Z; tali valori, detti numeri magici, corrispondono a: 2, 6, 8, 14, 20, 28, 50, 82, 126. Lo studio delle lacune del modello a shell portò a sviluppare un altro modello detto collettivo, che è una sorta di compromesso tra i due modelli analizzati. Oltre a questi esistono altri modelli, ai quali vengono ricondotti i comportamenti e le reazioni dei componenti del n., e che a loro volta possono essere suddivisi in modelli a forte interazione, a particelle indipendenti o unificati. Il nome di n. atomico fu usato per la prima volta da E. Rutherford quando, nel 1911, riconobbe all'interno dell'atomo la presenza di un n. caricato positivamente attorno a cui ruotano cariche negative. Poco tempo prima J.J. Thomson aveva proposto un modello in cui l'atomo veniva rappresentato come una sfera avente le stesse dimensioni dell'atomo stesso, entro cui potevano muoversi gli elettroni, e al cui interno le cariche positive erano uniformemente distribuite. Rutherford propose un modello alternativo, nel quale la maggior parte della massa e della carica positiva sono concentrate in un corpo di dimensioni infinitamente minori rispetto all'atomo di appartenenza, nell'ordine di 10-4, e attorno al quale ruotano gli elettroni in numero sufficiente a pareggiare la carica del n. Il modello di Rutherford costituì la base di tutta la fisica atomica moderna. Ulteriori esperimenti, perfezionati da J. Chadwick nel 1920, portarono a misurare con una certa precisione la carica positiva del n. e a determinarne il valore in +Ze. Nel 1925 Rutherford e Chadwick riuscirono a definire le dimensioni del n., analizzando le differenze tra le reazioni di particelle alfa dirette verso un n. e la legge di Rutherford riferita ad un n. puntiforme: le due esperienze presentavano variazioni sensibili a partire da 10-14 m dal centro del n.: e questo fu considerato l'ordine di grandezza per le dimensioni del n. stesso. Rutherford, in seguito, individuò le componenti del n. attraverso il bombardamento di un n. di azoto con particelle alfa e ottenne l'espulsione di un protone. Successivamente, per ragioni di stabilità gli scienziati furono indotti a credere che esistessero nel n. altre particelle. Nel frattempo le deviazioni di particelle alfa attorno al n. posero il problema di quali forze fossero presenti nel n. e si parlò, per la prima volta, di forze non elettrostatiche. Si giunse quindi alla conclusione che nel n. esistessero differenti livelli di energia. Studi condotti da W. Bothe e R. Beker portarono a scoprire altre particelle: i neutroni. Nel 1919 Rutherford ottenne la prima trasformazione di un atomo in un altro, generata dall'uomo: da un atomo di azoto colpito da particelle alfa, ottenne un atomo di ossigeno; nel 1932 Chadwick dimostrò che bombardando un atomo di berillio con particelle alfa era possibile ottenere emissione di neutroni. Nello stesso anno fu possibile ottenere, da parte di J. Cockroft e E.T.S. Walton, la prima trasmutazione eseguita per mezzo di un acceleratore di particelle: per la prima volta, inoltre, il bombardamento venne eseguito con l'utilizzo di protoni al posto delle particelle alfa. Nel 1933, dopo che I. Curie e F. Joliot provarono che alcuni n. leggeri bombardati con particelle alfa davano luogo a nuovi nuclidi instabili per emissione di positroni, E. Fermi riuscì a produrre isotopi radioattivi artificiali bombardando atomi di alluminio e fluoro con neutroni. L'utilizzo innovativo del neutrone come proiettile risultò successivamente molto importante in quanto, per le sue stesse caratteristiche, permetteva di ottenere reazioni nucleari anche con elementi ad elevato numero atomico Z. ● Geol. - N. di una piega: parte interna di un insieme di strati rocciosi piegati. ║ N. terrestre: parte più interna della Terra. Si considera come limite esterno del n. terrestre la discontinuità di Gutenberg, situata a 2.900 km di profondità. Ha un raggio di 3.500 km circa e costituisce meno del 20% del volume della Terra e più del 30% della sua massa; presenta, infatti, una densità più elevata rispetto a quella media del pianeta (che è di 5,5 g/cm3), stimata tra i 9 e i 18 g/cm3. Dati ricavati da studi sismologici hanno suggerito una ulteriore suddivisione tra n. interno (allo stato solido) e n. esterno, la cui separazione è rappresentata dalla discontinuità di Lehmann a circa 5.000 km di profondità. Il n. esterno, dal momento che non è attraversato dalle onde sismiche trasversali, si presenta in uno stato di fusione parziale; è prevalentemente costituito da ferro e da percentuali minori di ossigeno, zolfo, silicio. Il nichel, invece, è più abbondante nel n. interno. Il n. presenta una temperatura che varia dai 3.000° ai 4.000-10.000 °C al centro della Terra; si sviluppano pressioni comprese tra 1,3 e 3,5 milioni di volte la pressione atmosferica presente in superficie.