1-mavzu atom, yadro va elementar zarralar fizikasida relyativistik munosabatlarning tutgan o`rni

7- MARUZA
Radioaktivlik. Radioaktiv emirilish qonuni.
Aktivlik tusinshasi va birlikleri. Asosoy movazanot tenglemasi.


1. Lekciya sabag’inin’ oqitiw texnologiyasi

Waqti – 2 saat	Talabalar sani: 30-40
Oqiw sabag’inin’ formasi	Kirisiw, vizual lekciya
Oqitiw usili va texnikasi	Vizual lekciya, aqliy hujum, bayanlaw,
Oqitwh qurallari	Lekciya teksti, axborot texnologiyasi.
Oqitiw formasi	Topar
Oqitiw sha’rt-sharayatlari	Komp`yuter menen taminlangen auditoriya.

Yadro radioaktivlik idiraw waqtinda bir haldan ekinshi halg`a o`tedi. Bul waqitta yadro o`z quraminda bar bolg`an ha`m idirawdan payda boliwshi bo`leksheler (misali- al`fa, proton, vetta h.t.b. bo`leksheler) yamasa jen`il yadrolar menen birge fotonlardi shig`ariwi mumkin. Bunin` na`tiyjesinde idirap atirg`an yadrolardin` du`zlisi menen birge onin` ishki energiyasida o`zgeriwi mumkin.

Radioaktivlik qubilisi ta`big`iy sha`riyatta boliwi menen birge, jasalma jol menen de payda etiw mumkin. Biraq eki radioaktivlik qubilisi arasinda parq joq. Radioaktivlik nizamlari radioaktiv izotoplardin` qanday aliniwina baylanisli bolmaydi.
Radioaktivlik yadronin` ishki qa`siyeti bolip, ha`r bir yadro o`zine sa`ykes idiraw turi ha`m intensivligine iye. Radioaktivlik qa`siyeti sirtqi ta`sirler (temperatura, basim, elektr yamasa magnit maydan) ge baylanisli bolmaydi. Ko`pshilik radioaktiv yadrolar turaqli yadroni turli tezletkishlerde aling`an bo`leksheler menen atqilag`anda payda etiledi.
Da`slepki radioaktiv nurlaniwlar analizi tabig`iy radioaktivlik waktinda payda bolatug`in al`fa, veta bo`leksheler ha`m qisqa tolqinli gamma fotonlar ekenligin ko`rsetedi.
1939- jili G.N.Flerov ha`m K.A.Petrjaklar awir yadrolardin` (A=240) o`z-o`zinen eki ortasha yadrog`a bo`liniwin ashti.

Qaysi, yadrolarda protonlar sani asip ketse bir proton yamasa eki proton idiriwi mumkin. G.F.Flerov 1963-jili birinshi ma`rte protonnin` idiriwin baqlag`an.



T_a/g= 0,1 s
A`lbette, protonnin` idiriw itimallig`i al`fa ha`m veta idiriwlarg`a salistirg`anda juda` kishi boladi.
1984-jili Oksford universitetinin` xizmetkerleri radiy yadrolarinin` al`fa bo`lekshelerge salistirg`anda <sup>14</sup>S yadrosinin` nurlaniwin baqladi.

1985 jili Dubna ha`m Amerika fizikleri <sup>4</sup>Ne- idiriwin ashti.
Yadrolardin` radioaktivlik idiriwi saqlaniw nizamlarinin` orinlaniwi menen ju`z beredi.
Radioaktivlik idiriw statistikaliq qa`siyetke iye bolg`an protsess bolip esaplanadi. Idirap atirg`an yadrolardan qaysi biri qashan idiriwin hesh kim ayta almaydi. Biraq waqit birligi ishinde neshewi idiriwin aniqlaw mumkin. Sonin` ushin yadronin` radioaktivlik idiriwin onin` itimallig`ina baylanisli u`yreniw mumkin.
Radioaktivlik yadrolar qartaymaydi, jasqa iye emes, idiriw intensivligi waqit birliginde idiriwi yadrolar sanina baylanisli.
Waqit birliginde idirap atirg`an (dN) radioaktiv yadrolardin` sani sol radioaktiv yadrolardin` uliwma sani N ge proportsional boladi. Misali, dt waqit aralig`inda dN g`a kemeyip atirg`an bolsa,
-dN = λNdt (4.1)
boladi. Bul jerde λ – radioaktivlik idiriw turaqlisi, o`lshem birligi [s<sup>-1</sup>]<sup>.</sup> Wakit birliginde idiriwlar sani, salistirmali kemeyiw tezligin an`latadi. – teris belgisi wakit o`tiwi menen radioaktiv yadrolar saninin` kemeyiwin ko`rsetedi.
(4.1) tenlemeni sheshiw ushin to`mendegishe jazamiz:
buni integrallasaq
;
t=t₀ bolg`anda N=N<sub>0</sub>; lnN=lnC=lnN<sub>0</sub> N=N<sub>0</sub>=C
(4.2)
(4.2) formula radioaktiv idiraw nizami dep ataladi.
Bul nizamg`a sa`ykes radioaktivlik yadro waqit o`tiwi menen eksponentsial ra`wishte kemeyip baradi. (2) –Formula arqali qa`legen waqit momentindegi idiraw ixtimallig`in aniklaw mumkin. Biraq (2) formula radioaktivlik yadrolardin` idiraw intensivliklerin salistirip bolmaydi, aniq fizikaliq ma`nige iye emes. Sol maqsette yarim idiraw tu`sinigi kiritiledi. Yarim idiraw da`wiri sonday waqit, bul da`wir ishinde da`slepki radioaktivlik yadro eki ma`rte kemeyedi.
Ol xalda (4.2) ten`lemeni bilay jaza alamiz:
(4.3)
(4.3) ten`leme yarim idiraw da`wiri menen idiraw turaqlisi arasindag`i baylanisti ko`rsetedi.
Radioaktivlik ja`ne ortasha jasaw waqti dep ataliwshi τ- shama menen de xarakterlenedi. Birar t waqit momentinde idiramay qalg`an yadrolardin` jasaw waqti t dan u`lken boladi. Sol waqit momentine shekem idirag`an yadrolar bolsa t dan kishi yamasa og`an ten` jasaw waktina iye boladi. Bunday yadrolar sani
dN(t) = λN(t)dt=λN₀e^-λtdt
Ortasha jasaw waqti

τ-nin` ma`nisin ten`lemege qoysaq
N = N<sub>0</sub>e<sup>-λt</sup>=N<sub>0</sub>e<sup>-1</sup>=N<sub>0</sub>/e
Demek, ortasha jasaw waqti radioaktivlik yadrolardin` e-ma`rte kemeyiw waqti ekenligi ma`lim boladi.
Solay etip, radioaktivlik idiraw turaqlisi, yarim idiraw da`wiri ha`m ortasha jasaw waqti menen xarakterleniwi mumkin eken. Bul shamalar o`z-ara to`mendegishe qatnasta boladi:

Radioaktiv yadro u`lgisinin` waqit birliginde idirawlar sani aktivlik dep ataladi. (4.1)-formuladan
dN = λNdt

Aktivlik birligi etip SI sistemasinda bekkerel` (Bk) qabil etilgen: 1Bk=1 idir/s. Tuwindi birlikleri kyuri (K), rezerford (Rd);
1 Ku=3,6*10<sup>10</sup>Bk, 1 Rd =10 <sup>6</sup> Bk.
Ta`jriybede radioaktiv derek yarim idiraw da`wirinin` u`lken yamasa kishiligine sa`ykes turlishe metodlar qollaniladi. Ma`selen, aktivliktin` pa`seyiwi (T<sub>1/2</sub>-saat, kun, aylarda bolsa), qisqa jasawi bolsa, payda bolg`an ionlarina sa`ykes, radiometr, sa`ykes tusiw usullari h.t.b. menen aktivlikti aniqlaw mumkin.
Radioaktivlik qublisinin` en` tan` qalarli ta`repi yadro ta`sirlesiw waqtina salistirg`anda ju`da` u`lken keshigiwi bolip esaplanadi. Haqiyqattan da idirawlardin` ha`mme turleri yadroda ju`z beredi. Belgili, yadro kushleri ushin ta`sirlesiw waqti ~10<sup>-21</sup> s, biraq radioaktiv idiraw da`wiri bolsa 10 ¹⁰ jillar (M: ²³⁸U ushin T_1/2=10 ¹⁰ j, Bul 10 ¹⁶ s) boladi. Yag`niy <sup>238</sup>U yadrosinan shig`iwshi a - bo`lekshe yadroda 10 <sup>38</sup> ma`rtebe aylanadi na`wbettegi 10<sup>38</sup>+1 aylanisinda yadrodan shig`iwi mumkin eken.
Radioaktivlik idirawlarda nurlaniwlardin` keshigiwi to`mendegishe:
1) Zaryadli bo`leksheler yadrodan shig`iwda Kulon qarsilig`ina ushiraydi (Kulon tosig`i awir yadrolarda ~30 MeV, idiraw energiyasi -4 MeV. Klassikaliq fizika nizamlari boyinsha yadrodan bo`lekshe shig`iwi mumkin emes, kvant mexanikasi boyinsha bo`lekshe tosiqtan suzib o`tiwi mumkin).
2) Radioaktivlik kushsiz ta`sirlesiwge sa`ykes ju`z beriwshen`ligi. (Yadroda vetta-idiraw kushsiz ta`sirlesiwge sa`kes a`melge asadi, sog`an sa`ykes yadro ta`sirlesiwden kushsiz ta`sirlesiw neshe ma`rte kishi bolsa, idiraw waqti sonsha ma`retebe keshigedi).
3) Idiraw energiyasinin` kishi boliwi radioaktivlik waktin keshiktiredi. (Ma`selen, ju`z nuklonli A=100 yadro oyaniw energiyasi 10 MeV bolsin. Ha`r bir nuklong`a 0,1 MeV tuwri keledi, Bul energiya salistirma baylanis energiyasinan kishi, biraq ha`mme oyaniw energiyani nuklong`a beriwi menen nuklon yadrodan shig`ip ketiwi itimallig`i bar).
4) Radioaktivlik yadro ha`m tiyisli yadrolardin` kvant qa`siyetlerinin` (spin, jupliq, orbital moment) keskin ta`sirlesiwi. Misali, da`slepki yadro h_11/2 halatta, tiyisli yadro S_1/2 halatda bolsin, bunda da`slepki yadro ushin I=11/2, 1=5, R=-1, tiyisli yadro ushin I=1/2, 1-0, R=+1, ∆I=5, ∆1=5 jupliq o`zgeredi. Demek, spin, orbital moment, jupliq saqlanbaslig`i idirawdi boldirmaydi.