15-ma’ruza. Atom yadrosi fizikasi reja

Yadro zaryadi va o’lchamlari.

Atom yadrosi juda murakkab tuzilishga ega bo‘lganligi uchun alohida qonuniyatlarga bo‘ysunadi. Shulardan biri, alohida nuklonlar massalarining yig‘indisi har doim shuncha nuklonli yadro massasidan katta bo‘ladi ya’ni:
,
Bu massa farqi - massa defekti nomini olgan bo‘lib yadro shakllanishida massaning bir qismi bog‘lanish energiyasiga (W = mc²) aylanib ketishini ko‘rsatadi.
Demak, yadro nuklonlarining bog‘lanish energiyasi:
,
ko‘rinishida yoziladi. Bu energiyani yaqqolroq tasavvur qilish uchun geliy ( ) yadrosining bog‘lanish energiyasini hisoblab ko‘ramiz:
,
bu yadroda (Ne) bitta nuklonga mos kelgan bog‘lanish energiyasi MeV ni tashkil qiladi. Bu nihoyatda katta energiya ekanligini quyidagi misolda ko‘rish mumkin.
Solishtirish uchun ko‘mir yonganda, ya’ni bitta uglerod atomi ikkita kislorod atomi bilan birikkanda (SO₂) - 5 eV energiya ajralishini xayolga keltirish mumkin.
Demak, yadro juda mustahkam qurilmadir. Davriy jadvaldagi qolgan yadrolarning ham bog‘lanish energiyalari hisoblangan bo‘lib, eng katta bog‘lanish energiyasi MeV davriy tizimning A=50 - 60 massa sonlariga mos kelishini ko‘rish mumkin. Undan keyin A ning ortishi, bog‘lanish energiyasini biroz kamayishiga mos keladi. Uran yadrosining solishtirma bog‘lanish energiyasi MeV ga tengdir. Demak, bitta og‘ir yadroni o‘rtacha og‘irlikdagi bir necha yadrolarga ajratish mumkin yoki bir necha yengil yadrolarni birlashtirib o‘rtacha yadroni hosil qilinganda juda katta ortiqcha energiyaga ega bo‘lish mumkin. Masalan, uran izotopini (solishtirma bog‘lanish energiyasi 7,5MeV bo‘lgan) ikkita, massalari A=120 ga teng bo‘lgan yadrolarga ajratganimizda (solishtirma bog‘lanish energiyasi 8,5 MeV bo‘lgan) - 240 MeV energiya ajralgan bo‘lar edi yoki ikkita vodorod izotoplarini birlashtirish orqali 1 ta geliy hosil qilinsa – 24 MeV energiya ajralib chiqqan bo‘lar edi. Hozirgi paytga kelib bunday reaktsiyalar amalga oshirilayotganini talabalarning deyarli hammasi biladi. Bu bo‘linish reaktsiyalari yadro (yadro reaktorlari) qozonlarida yoki atom bombasining portlashida amalga oshiriladi. Yengil yadrolarning qo‘shilishi - termoyadro reaktsiyalari dan iborat bo‘lib, termoyadro generatorlarida (MGD – generatorlarida) amalga oshiriladi. Tabiiy holda Quyosh va yulduzlarda ham sodir bo‘ladigan vodorod – vodorod yoki uglerod – uglerod tsiklli sintez reaktsiyalari ham bitmas - tugalmas energiya manbalaridan iboratdir.

3.