8-Mavzu: Yadroviy reaktsiyalar. Bor postulatlari. Atom yadrosining tarkibi, izotoplar. Radioaktivlik 1932

8-Mavzu: Yadroviy reaktsiyalar. Bor postulatlari. Atom yadrosining tarkibi, izotoplar. Radioaktivlik
1932 yilda rus fizigi D. D. Ivanenko va nemis fizigi V. Geyzenberg bir-birlaridan mustaqil ravishda atom yadrosi ikki xil elementar zarra proton va neytronlardan tashkil topgan degan fikrga keldilar. Bu zarralar nuklonlar deb ataladi. Proton musbat zaryadlangan zarra bo’lib uning zaryadi elektron zaryadiga teng. q_p=q_å=1,6×10^-19 Kl, massasi esa m_p=1,67×10^-27 kg.
Yadro tarkibida protondan tashqari zaryadsiz (q_n=0) neytron (n) mavjud bo’lib uni massasi proton massasiga teng. Yadrodagi nuklonlar ya’ni proton va neytronlar sonini A-bilan belgilanib, uni yadroning massasi soni deyiladi:
A=Z+N
Z- yadrodagi protonlar, N-yadrodagi neytronlar soni.
Z- D. Mendeleevning elementar davriy sistemasidagi ximiyaviy elementning tartib nomeri bo’lib u yadroning zaryadini aniqlaydi, ya’ni q_ya=z_a.
Yadro belgisi _zX^A_N.
Tajribalarda yadrolarning shakli sferaga yaqinligi va bu sferaning radiuslari yadroning massa soni 1/3 darajasiga proporsional ekanligi aniqlangan.
Yadro moddaning zichligini esa taribay ravishda quyidagicha aniqlash mumkin.
Demak yadro moddaning zichligi yadro tarkibidagi nuklonlar soniga bog’liq emas. Uning qiymati shu qadar kattaki, yadroviy modda zichligidek zichlikka ega bo’lgan jismdan yasalgan, radiusi 200 metr chamasidagi sharning massasi Yerning massasiga teng bo’ladi.
Tartib nomeri bir xil, massa soni har xil bo’lgan elementning yadrolarini izotoplar deyiladi: ₁N¹; ₁N²; ₁N³; ₈ O¹⁶; ₈O¹⁷; ₈O^18.
Yadroning m_ya massasi uning tarkibiga kiruvchi hamma zarralar massalarining yig’indisidan hamisha kichik. Chunki nuklonlar birikib yadro hosil qilganda nuklonlarning o’zaro bog’lanish energiyasi ajralib chiqadi. Yadroning bog’lanish energiyasi E_bog’ yadro tarkibidagi nuklonlarni ajratish va uning bir-biri bilan deyarli ta’sir qilishmaydigan masofaga uzoqlashtirish uchun bajarish zarur bo’lgan ishga teng.
Radioaktivlik a, b, g yemirilish.
Radioaktivlikni birinchi marta 1896 yilda Fransuz olimi Bekkerl kuzatgan. Uran va uning birikmalari o’z-o’zidan chiqargan nurlar jismlardan parron o’tgan, fatoplastinkaga ta’sir qilgan, havoni ionlashtirgan. Keyinchalik radioaktivlikni Per Kyuri va Mariya Kyuri Skladovskayalar har tomonlama tekshirdilar.
Beqaror ximiyaviy element izotoplarining elementar zarralar yoki yadrolar chiqarib o’z-o’zidan boshqa element izotopiga aylanishi radioaktivlik deyiladi. Bunday aylanishlar: 1) a-yemirilish; 2) b- yemirilish; 3) protonli ridioaktivlik va 4) og’ir yadrolarning sponton ravishda bo’linishi jarayonlarida sodir bo’ladi. Tabiiy sharoitlardagi izotoplarda bo’ladigan radioaktivlik tabiiy radioaktivlik deyiladi. Yadro reaksiyalari vositasida olinadigan izotoplarning radioaktivligi sun’iy radioaktivlik deyiladi. Sun’iy va tabiiy radioaktivlik orasida farq yo’q. Radioaktiv yemirilish qonuni N=N₀ å^-lT formula bilan ifodalanadi. Bunda N₀-boshlansich paytdagi yemirilmagan atomlar soni, N-biror t paytdagi yemirilmagan atomlar soni, l-radioaktiv moddaga xarakterli bo’lgan konstanta, u yemirilish doimiysi deyiladi.
Boshlansich paytdagi atomlar miqdorining yarmi yemirilishiga ketadigan vaqt moddaning yarim yemirilish davri (T) deyiladi va quyidagi shartdan aniqlanadi.
Hozirgi vaqtda ma’lum bo’lgan radioaktiv moddalarning yarim yemirilish davri 3×10^-7 sekundan tortib 5×10¹⁵ yilgacha boradi.
Radioaktiv yemirilish natijasida hosil bo’lgan yadrolar radioaktiv bo’lishi mumkin.
Radioaktiv modda uch xil nurlanish manbaidir. Ulardan biri magnit maydoni ta’sirida musbat zaryadi zarralar oqimining og’ish yo’nalishida og’adi, ular a-nurlar deb ataladi. b-nurlar deb atalgan ikkinchi nurlanish avvalgiga teskari yo’nalishda, ya’ni manfiy zaryadli zarralar oqimi og’adigan yo’nalishda og’adi.
b-yemirilish uch xil bo’ladi.
b^- yemirilish bunda yadrodan elektron chiqadi.
b⁺ yempirilshda yadrodan pazitron ajralib chiqadi.
Elektron yutish.
-b yemirilshda yadrodagi bitta neytron n®p+e^-+n^- sxema bo’yicha protonga aylanadi
p®n+e⁺+n
n-neytrino, n-antineytrino.
Nihoyat magnit maydon ta’siriga berilmaydigan uchinchi nurlanish g-nurlar deb ataladi. g-nurlar to’lqin uzunligi juda qisqa (10^-3 Å dan 1Å gacha) bo’lgan elektromagnit nurlanish ekanligi aniqlandi.
Yemirilayotgan yadrodan a-zarralar (ya’ni ₂Ne⁴ yadrolar) juda katta (10⁹sm/sek) tezlik bilan uchib chiqadi.
Yadroviy nurlarni qayd qilish usullari. Radioaktiv yemirilish paytida chiqariladigan har xil radioaktiv nurlar (a va b-zarralar, g-nur)ning o’lchamlari ta’xminan juda kichik ya’ni 10^-15 m bo’lganligi uchun ularni mikroskoplar yoki boshqa oddiy usullar bilan qayd qilish mumkin emas. Radioaktiv nurlarni qayd qilishning har xil usullari ishlab chiqilgan.