Amaliy yadro fiziкasi

1 .1-rasm. Tajribada nur/arning hosil Ьо'lishi.

8
Radioaktiv yad.-olarning yashash vaqtlari soniyadan yillargaclia bo'lgaп oraliqda yotadi. Odatda soniyadaп yilgacha bo'lgaп vaqt ra­ diotexпik usulda, soпiyadaп kichik vaqt esa yadroпiпg eпergetik sathi keпgligini o•JcJ1ash orqali topiladi. Radioaktiv yadrolamiпg yashash vaqti, ulan1ing parchalaпishda ajralgan eпergiyaga bog'liqdir. Agarda bu energiya kichik bo'lsa, yashash vaqti keskiп ortadi va bunda yashash vaqti boshlang•ich hamda oxirgi ho\atdagi yadrolaming spinlari farqiga kuchli bog'liq bo'ladi.

Hozirgi kunda quyidagi ko'rinishdagi parc\1alanishlar ma'lum:

• 
  a-parchalaпish (; Не yadrosi);
  
• 
  jЗ-pш·clialaпish (е", Ve, ev );
  

-у- parcl1alanish;

• 
  spontan (o'z-o'zidaп) bo'liпish;
  
• 
  nuklonlar chiqisl1i (Ьitta proton yoki neytron, ikkita proton);
  
• 
  klasterla111ing chiqis\1i (¹²С dап ³²S gacha Ьо' Jgan yadrolar). Radioaktiv parchalanish har doimo ekzotermik, ya'ni energiya ajra­
  

lishi Ьilan yi1z beradigan jarayondir. Radioaktiv parchalanishda ajralgan
Е energiya quyidagi ifoda Ьilап aniqlaпadi:
М ,с² = м _,с ² + Lт,с² + Е , (l. l)
Ь11 yerda М,; Мг· т, - mos ravishda boshlang'ich yadro, oxirgi уаdго va uc\1ib chiqayotgan zarra\ar massalaridir.

2. 
   -§. Radioaktiv parchalanish11ing asosiy qonunlari
   

Radioaktiv parcl1alanishlar statistik hodisa ЬisoЬ\aпadi. Мuаууап radioaktiv moddadagi barcha atomlar ayni bir vaqtda parcha\aпmaydi. Ularпiпg ba"zilarida bu jarayon jt1da qisqa vaqtda ro'y bersa, boshqa­ Jarida esa juda uzoq vaqt davomida sodir bo'ladi. Buпdan radioaktiv parchalaпish hodisasi statistik hodisa ekanligi, уа'пi noturg'un yadro­ ni qachoп paгc\ialanishini oldindaп aytish nшmkin emasligi va bt1 jara­ yonni ehtimollik пazariyasi qonun\ari asosida tushuntirilishi kelib chi­ qadi. Ushbu jarayonni tavsiflovchi kattaliklardan eng mtthirпi bu vaqt Ьirligi ichida parchalanish ehtimolligi, уа'пi pш·chalaпish doimiysi 1

9
hisoЫanadi. Agarda N ta Ьir xil tшg'un bo'lmagan yadrolarni olsak, tl holda Ьirlik vaqt ichida o'rtacha IN ta yadro parchalanadi. 811 kat1alik aktivlik deyiladi. Aktivlik bu radioaktiv yadrolarniпg parclшlaпish tez­ ligidir.

Xalqoro Ьirliklar sistemasida (XBS) aktivlik Ьirligi etib 1 soniyada­ gi parchalanishlar soni qabul qilingan, ya'ni I parchalan ish/c. Bt1 Ьir­ lik Bekkerel (Bk) deb ham aytiladi. 1 В k= 1 рагсh/с. Xalqaro Ьirliklar sistemasiga kirmaydigan quyidagi Ьirliklar ham qo·JJш1iladi:
1 Rezerford = 1 Rd = 10° Bk;
1 Kyuri = IK11 = 3,7- 10' ⁰ Bk:
1 mКн = 10-з Ku: 1 mkKu = 1 o·G Ku.
Radioaktiv parcl1alanisl1 doimiysi 1, vaqtga bog' liq emas. Buning ma'nosi shuki, yadroning yosl1i tushuncl1asi o'rвiga yad1·oning 0'1·taclш yashash vaqti kattaligiлi isl1latish o'rinlidir.
Аgаг dt vaqt ichida o'rtacha dN ta yad1·0 parclшlansa, usl1bu parcha­ lanishlar soni faqat parchalanuvcl1i radioaktiv yadrolaг soniga bog"liq bu'ladi. ya'ni:
dN = -лN(t)dt _(1.2)
bu уегdа manfiy ishora radioaktiv yadrolarning шпumiy soniпi vaqt

0
o'tishi Ьilал kamayisl1iлi ko'rsatadi. t = t₀ = О da N (1 ) = N ₀ ekan­
ligini hisobga olib (J.2) ifodani iлtegrallayшiz va quyidagi formuiani olamiz:
(1.3)
bu уегdа N - t paytdagi parchalanmagan yad1·olar soni. N., - boshla.пg'ich paytdagi yadrolar soлi.
Bu radioaktiv parchalaпish qonunining ifodasidir. Bu ifodadaп ko'rinib turibdiki, radioaktiv yadrolar soni vaqt o'tishi Ьilan eksponen­ sial qonuп bo•yicha kamayib boradi. Aktivlik (1.2) ga ko'ra q11yidagi

ko'rinishni oladi:
А,., __^dN
dt (1.4)
10

Demak, aktivlik _Ь11 parclшlanish tezligini ifodalaydi. А=л.N ifocla­ ni (1.3) foпш1laga qo'yamiz vn quyidagi foпnt1lani lюsil qilamiz:
(1.5)
Radioaktiv parclialaпish lюdisasida mt1hi111 bo'lgan yana Ьir kattalik bu yaгim ye111irilisl1 yoki yarim parcl1alanisl1 dav1·idir. Yarim parcl1ala- 11isl1 davri deb, radioaktiv yadrolaПJi11g yaпni pai·cl1ala.11isl1i uсlшп keta­
digaп vaqtga aytiladi vaт ,, Ьilап belgilaпadi. Bitta yarim parchalanish

Т,,.,
davridaп so'пg radioaktiv yad1·olar soni ikki baravai· kamayganligidan,
л va orasidagi bog'la11isl1 quyidagicha bo'ladi:
лr о= Лt е · АТ.'1'
2 "

Т. _
_ 0,693
(1.6)

'" - ,1 - /4
Yadюlш·niпg o'rtacl1a yasl1asl1 vaqti:
т = t =1tdN(t)! jd N (l )= N fл.texp(-л.t)dt / N ¹
(1.7)

0
o о о
⁰ л.

Yuqшida keltirilgaп (1.3) ifodaga (1. 7) ifodani qo'yib, quyidagi for11н1la11i ola111iz:

Aga1· t=:f Ьо' lsn, u holda
(1.8)
^{N = N}0 ^{/ е} (l.9)

Demak, yadroпiпg o'rtaclш yashasl1 vaqti da,,omida yadrolar soni е marta kamayadi. Radioaktiv paгchalanishпiпg eksponensial qonuni 1.2-rasmda grafik ko'rinishida keltirilgaп.
Ayrim lюllarda absolut aktivlikd:111 tashqaгi solishtirn1a, hajmiy va sirt aktivligi cteb nomlaпgan kattaliklardan ham foydalaniladi.
Bir jinsli radioaktiv naiшшaлing solishtiпna aktivligi deb massa Ьirligidngi aktivligiga aytiladi:

А
Ат=-,
т
(1.10)

bu yerda А - radioaktiv namш1ani11g (nюdda) aktivligi, т - uning massa­ si. Solisl1ti1ma akti,•likпiпg o'lchov Ьirligi (XBSda) Bk/kg. Shuningdek,
11

Т ,₁₂ т ^t