Амалий машғулотлар бўйича кўрсатма ва тавсиялар Геофизик усуллар билан ҳал қилинадиган геологик масалалар

8. Ядровий геофизика.
YAdroviy geofizika – geologik tuzilishi va tog‘ jinslarining kimyoviy tarkibini o‘rganishda radioktiv parchalanish hodisalariga asoslangan fizik usullardir.
YAdroviy geofizika radiometriya va yadro – fizikaviy usullariga bo‘linadi. Radiometriya – jinslarbning tarkibini o‘rganishda va foydali qazilmalarni izlashda ularning tabiiy radioaktiv nurlanishiga asoslangan. YAdro – fizikaviy usullarda radioaktiv nurlanish manbalari yordamida jinslarni sun’iy nurlantirish paytida hosil bo‘lgan hodisalarni o‘rganishga asoslanib, jinslarning tarkibi va xususiyatlari aniqlanadi. Nurlanishlarning tez yutilishi sababli bu usullarda o‘rganiladigan chuqurlik kichik bo‘ladi. Radiometriyada, o‘rganiladigan tabiiy radioaktiv maydon keskinligi tog‘ jinslarining radioaktivligiga bog‘liq. Radiometriyaning asosiy usullari - gamma va emanatsion xaritalashdir. YAdro - fizikaviy usullarda tog‘ jinslarining gamma - nurli va neytron xususiyatlariga bog‘liq bo‘lgan sun’iy undalgan radioaktiv (gamma yoki neytron oqimlari tog‘ jinslariga o‘zaro ta’sirida hosil bo‘lgan ikkilamchi radioaktiv maydonlar) maydon keskinligi o‘rganiladi. YAdro - fizikaviy asosiy usullariga: gamma – gamma, neytron, aktivatsion, foto - neytronli usullari kiradi. Ular jinslarni kimyoviy tarkibini ekspressli o‘rganishda qo‘llaniladi.


Tabiiy radioaktivlik
Tabiiy radioaktivlik - bu atomlarning yadrolari o‘zidan - o‘zi elementar zarrachalar ( ) va gamma (γ) kvantlarni chiqarib, ancha mustahkam energetik holatiga o‘tish xususiyatidir.
- nurlanish - musbat zaryadlangan va massasi uncha katta bo‘lmagan (m=6,69.10^-27kg) zarrachalar oqimi (geliy atomlarining yadrolari).
- nurlanish - musbat (pozitron ) yoki manfiy (elektron ) zaryadlangan va massasi (m=9,1.10^-31kg) gacha bo‘lgan zaryadlar oqimi;
- elektrik jihatdan neytral bo‘lib, massasi juda kichik (m=1,675.10^-27kg). Izotopli manbalarda (R_o+Ve) neytronlar - zarrachalar yoki -kvantlar o‘zaro Ve yadrosiga ta’sirlari natijasida hosil bo‘ladilar.
kvant - qisqa to‘lqinli elektrmagnit nurlanish (yuqori chastotali f>10¹⁸gs).
Tabiiy radioaktivlikning asosiy manbasiga tabiiy radioaktiv elementlar qatori (U-Ra, Th, Ac - U) kiradi. Uran, radiy, toriy va aktiniylarning parchalanishi jarayonida mustahkam radioaktiv izotop elementlar, gazsimon emanatsiylar - radon, toron, aktinon va aktiv kuyqalar deb atalgan (masalan, tabiiy qatorida mezotoriy) ajralib chiqadilar. Parchalanishning ohirida har qatorda radioaktiv bo‘lmagan qo‘rg‘oshin izotopi (Rb²⁰⁶,Rb²⁰⁷,Rb²⁰⁸) hosil bo‘ladi. Emanatsiylar orasida yarim parchalanish davri (T) radonda - 3,8 kun, toronda - 54sek, aktinonda -5sek.
Tabiatda K⁴⁰ izotopi ko‘p uchraydi, u tabiiy radioaktivlikka ega, uning yarim parchalanish davri (T) 1,31*10⁹ yilga teng.
Radioaktiv emirilish natijasida hosil bo‘lgan atomlar yadrolari qo‘zg‘atilgan holda bo‘ladi. O‘zining mustahkam holatiga o‘tishi natijasida - kvantlar chiqaradilar. Emirilish natijasida yadrolar soni o‘zgaradi.
Radioaktiv emirilishning asosiy qonuni quyidagi ifoda bilan tasvirlanadi: , bu erda - boshlang‘ich vaqtdagi (t=0) yadrolarning soni, N – t vaqtdagi yadrolarning soni; t – vaqt; λ – emirilish tezligi (emirilish doimiyligi), uning birligi s^-1 .
Emirilish tezligini (λ) yarim emirilish davri (T) bilan tavsiflash qulay. YArim emirilish davri (T) deb – izotoplar yadrolarining soni ikki marta kamayishi uchun ketgan vaqtga aytiladi. T
Izotoplar yarim emirilish davri T bir necha sekunddan bir necha milliard yilgacha teng bo‘ladi.
Sun’iy radioaktiv izotoplar yadroga neytronlar , -zarrachalar va - kvantlar ta’sirida hosil bo‘ladilar.
Radioaktivlik vaqt birligida sodir bo‘layotgan parchalanish soni bilan baholanadi. Radioaktivlik birligi deb bekkerel (Bk) qabul qilingan. Bir sekund vaqtda bitta parchalanish bo‘lgan aktivlik 1Bk deb qabul qilingan. 1Bk=1_p/s. Ilgari qo‘llangan birlik Kyuri bo‘lgan, 1Ki=3,7*10¹⁰Bk.
Har xil izotoplarning aktivligini solishtirish uchun aktivlik birligini massaga, hajm yoki nurlantiruvchining yuzasiga nisbati (Bk/kg,Bk/m³,Bk/m²) ishlatiladi.
Radiometriyada gaz va suyuqliklarning aktivligini baholash uchun eman (E) ishlatilgan. 1E=3,7.10³Bk/m³.
Nurlanishlarni muhitga ta’siri doza va doza quvvati birligida baholanadi. Nurlanishning yutilish dozasi - bu ionizatsiyalantiruvchi nurlanishning energiyasini nurlangan buyumning massasiga nisbati bo‘ladi. Nurlanish dozasi birligiga Grey (Gr) va rad ishlatiladi. Grey (Gr) bu massasi 1 kg bo‘lgan nurlangan buyumga nurlanishning 1dj energiyasi o‘tadi. 1_rad=10^-2Gr.
Rentgen (R) - 1sm³ quruq havoda 2,083*10⁹ juft ionlar hosil qiluvchi rentgen va -nurlanish dozasi. 1_rad - 1g jism 100 erg energiyani yutadigan dozasi.
Dozaning yutilish quvvati yutilish dozasining nurlantirish vaqtiga nisbati bilan aniqlanadi va grey sekundda ifodalanadi (Gr/s) yoki (mkr/s).