Amaliy yadro fiziкasi

1.3-jш .1, •al.
N ey11· rm lar n111·fa1111vcl,i izotoplarning mr.rфuflik cf, egш-asi .

Kimyoviy elen1entlaг taгtib гaqami	Кimyoviy eleшe11t si111,·oli	Tu1·g •11n izotoplaг ,nassa soni,A	Neylг o11- гadioaMiv izotoplaг шassa so11i, А
1	н	2, З	4, 5,6
2	Не	3,4	7, 9, 10
3	Li	6. 7	10. 12
4	Ве	9	13, 15
5	в	10. 11	16, 18
6	с	12 , 13	21
7	N	14. 15	17, 18
8	о	16, 17. 18	25,26,27, 28
9	F	19	28,30
10	Ne	20.21.22	33
11	№	23	36
12	Mg	24,25,26	39
16	s	32.33.34	49

Radioaktiv parcl1alaпisl1 sodir bo'layotgan izotoplarniпg massa soni oshishi bilan t1lardan neytronlar ajratish energiyasi l1a111 kашауа boradi. Buni 1.25-1.29-rasmlarda keltirilgan bog'la11isl1lai·da liam ku­ zatish шumkin. Bu kamayish qonuniyati elemeпt tartib raqami yoki yad1·o dagi protonlar soпi osl1isl1i Ьilап yaqqol 11an10yon bo'ladi. Ya'ni bu yerda kamayish eksponensial qo1iunga yaqin qопш1 bo'yicl1a ka­ maya bo1·adi.

50

8 11 11
J\lassa soni А
1.25-rusm. Не (Z = 2) va Li (Z = 3) izotoplarida neytronni aj,·atish enag vasi.



1.26-rasm. Ве (Z = 4) 1•а В (Z = 5) izotoplШ'icla neylronni aj1·atish e11e1·giyasi.



Massи soni А


1.27-rа1ш. С (Z = 6) va N (Z = 7) izoюplarida 11eylron11i aj1·atisJ1 ener,i:iyasi.

51

Mяssa soпi А
1.28-rasm. О (Z = 8) izoloplarida ney1rvn11i aj,·alish e11ergiyasi.

Neytron radioaktivlikka misol sifatida ²⁸F. izotopning pш·chala11isl1i sxeшasi 1.29-гasmda keltirilgan. Ftor bitta '''F tвгg'tш izotopga ega. ²⁸ F izotopi neytronlarga Ьоу va asosiy holatidan 11eytro11 chiqal"ib par­ cha\anadi, ya'ni: ²⁸F--> ²⁷ F+n. ²⁸ F izotopning yarim parcl1alanisl1 davri Т ₁₁₂ <40 ns. ²⁸ F izotopi parchalanishi 11atijasida hosil bo'lgan izotoplai· hаш 11eytronlarga Ьоу bo'lgani uchв11 ulaming asosiy pa1"chala11isl1 ka­

nali _Ь11 tr-paгclialanis\1di1·. ²⁷F, ²⁰Ne, ²⁷Na izotoplar kecl1ikkan пeytroп­ lar cl1iqarib parcl1alanadilar.


1.29-rc,sm. 28F izolopining parclшlanishi.

52

9. 
   -§. Radioaktiv pa1·clшlanish jaгayonlaгining si11flaгga bo'linishi
   

l-lo:z:irgi kt1nda n1a'lun1 bo ' lg an radioaktiv parclialanish jarayonlari sinflarga bo ' li b chiqildi. Ushbu ma'lunюtlar 1.4-jadvalda keltirilgan.

Rudioak1iv parchalanis/1/ar 1111·/a,-i.
1.4-jadval.

Parcl111lanish turi	Parchal11nisl1da ishlirok eru, •c l1i zarralar	lkkilan1cl1i nuklid
Alom yщlmsit/1111 ye11gil 1110111 yatlro/11ri cl1i1Ji.rbl Ы/а11 smlir Ьо'latligu11 pt1rcl1afa11isf1far
b-parcl1alar1ish	Yadroda11 cl1iqqan b-zarra	(А-4, Z-2)
Protonlar chiqishi	Yadrodan chiqqan proton	(А- 1, Z-1)
Neytronlar ch iqisl1i	Yadrodan chiqqш1 neylron	(A-1,Z)
Qo's11 neytro11 emissiyasi	Ya,trodan Ьir vaqtda cl1iqqan qo's11 neytron
Spontan bo'linish	Yadro ikki yoki Ьir n.:clia kichik yadrolarga parcl1alanadi
Klaster parchalanislilar	Yadrodan b-za1тadan katta, amnю Ьirlamcl1i yadrodan kichik bo·lg:111 yadro	(А-А 1. Z-ZI) -1- (Al,ZI)
Ве/11 p11rc/1a/1111i.rl1 t11rf11ri
Ь-- parchalanisl1	Yadro eleklro11 va anti11eytrino cl1iqaradi	(A,Z+I)
Ь+ - parchalanish	Yadro pozitron va neytri1ю chiqaradi	(А, Z-1)
Elektro11 qamrasl1	Yadro orЬital elektroлni qamrab oladi va neytrino chiqaradi. lkkilamchi yadro (yoki nuklid) uyg'a11gan va лostahil lюlatda bo'ladi	(А, Z-1)
Qo'shaloq Ь- parchalaлisl1	Yadro ikkita elektron va ikkila antineytri110 chiqaradi	(А, Z+2)

53

Qo •s J1aloq eleklroп qa111rasl1	Yadro ikkita 01·blta l elektгo1111i qашгаЬ oladi va ikkita 11e ytr i110 cl1iq aradi . Jkkil a 111c l1i yad.-o (yoki 11uklid) uyg ' ongш1 va nostaЬil lю latd a bo· Jad i.	(А , Z-2)
Pozi tJ·o n emissiyasi Ьilan sodir bo'ladigaп elektroп qanнash	Yadro orЬilal elektro1111i qa111ral1 oladi va Ьiна poz it1·on va ikki1a neytri110 chiqaradi .	(А, Z-2)
Qo's\1aloq pozitron chiqadigan parchala11ish	Yadro ikkita pozit1·on va ikkita ney1rino cl1iqaп1di .	(А, Z-2)
Ga111111a-1111rla11i1-f1laг (l•allm l1ol llf luгi orm ·i,lag i о 'ti. /1)
Gamma-parchalanishlar	Uyg'ongaп yadro yuqori e11e1·gi ya li foto11 (gam1na-11urlar) cl1iqaradi.	(А, Z)
lcl1ki koпversiya	Uyg·o 11g a11 yadro o' z eпergiyas_in i 01·Ьital elektro1ч;a beradi	(А , Z)

9. 
   -§. Radioakti" · fon
   

lnsoniyat o'z hayoti davoшida radioaktiv fоп nurlanisl1lar maydo11i icl1ida yashaydi.
Radioaktiv forшi slшrtli 1·avisl1da ikkiga bo'lish mllmkiп. ya'ni:

1. 
   Tabliy radioaktiv fon.
   
2. 
   Sun'iy radioaktiv fon.
   

Radioaktiv t"on insonga bog'liq bo' lшasdaп Quyosl1 siste111asi vll­ judga kelgan vaqtda paydo lю'lgaп bo' li b. uni asosaп tabiatda socl1il­ gan L1ran-to1·iy oilasi va tabliy radionllklidlar Vlljlldga keltiradi. Ikkin chi fоп esa bevosita inson faoliyati Ьilan bog'liq Ьо' lib. uniпg vuj11dga ke­ lisl1i iпsоп tomoпidaп yad.-o qurollari yaratilisl1i уа yadro ene1·geti kasi11i o·z)asl1tirilisl1i bilan 11zviy bog'liqdir. S11n ' iy radioaktiv fon iлteпsivligi vaqt o'tishi Ьi\ап os\1ib bo11110qda va ша ' \uш Ьir darajada ckologik x,a, f tL1g'diris\1i шшnkin. Usl1bu fonni doimo kuzatish va пazorat qilib turisl1 davr talabldir.
Tabliy radioaktiv foпni vlljlldga keltiruvcl1i oшillai· asosan q11yida­ gi \ar:

S4

1. 
   Kosmik n11rlanishlar.
   
2. 
   Uran-toriy oilasi.
   
3. 
   TaЬiiy 1·a dionuk lid lar.
   
4. 
   Tabiiy radioaktiv aerozollar.
   

Наг Ьir inson doimo tashqi radiatsiya manbai Ьо·lgan kosmik ш1rlar ta"siri ostida bo"ladi. Ushbt1 nurlanisl1lar bizga koinotning uzoq sohala­ ridan yetib keladi.
Ko s m ik yoki kosmik radiatsion nurlanishlar Galaktikada va Quyosl1c1a sodir bo'layotgan portlashlar natijasic/a lюsil bo'ladi. Koinot­ dan Yerga kelayotgan zaryadlangan zarrachalar oqimi, odat-da. Ьirlan1- cl1i koinot nurla11ishlari dey ilad i. Birlamchi koi11ot nurlanisl1lari asosan p1·o to11la1· (-90%), b-zштalar (geliy atomining yadJ"Osi) va tartib raqami
30 clnn kichik Ьо ' lgan kiшyoviy elemeпtlar atom yadrolaridan iborat. Birlc1n1cl1i koiпot nurlanisl1lari atnюsferani tashkil etgan kimyoviy ele­ meпtlar atom yadrolari Ьilan o"za ro ta'sirlashishi пatijasida yangi (ik­ kilamcl1i) zanalar - ikkilamcl1i koinot 1шrlari hosil bo ' la di. lkkilamchi koinot nш·la ri asosan 20 km balandlikdan to Уег sirtigacha Ьо' lgan ora­ liqcla sodi1· bo'lib, Ьirlan,chi koinot nurlanishidan keskin farq qiladi va asosan yt1qori energiyali mezonlar. neytronlar, protoпlar va «yumshoq» komponentli elcktгon va gamma-kvantlardan iborat. Deпgiz sathida y11msl10q komponctlar iпtensivligi koinot nurlanisl1lari to' liq i11tensivli­ gining taxminan 1 /3 qismini tasl1kil q ilacli .
Gamшa va rentgeп nt1rlari y11mshoq va qattiq tashkil et11vchilarga bo' li nad i. Kosmik n11rla11ishlarпing 10 s111 qalinlikdagi qo·rg'osl1i11da dey ai·li yutiladigan qismiga yшn shoq . y11tilmasdan o'tgan qismiga esa qattiq kompoпentlar deyilndi. 1,25 MeV energiyada intensi\•lik K=S00 marta kamayadi . Tekshirisl1lar sht1ni ko ·rsa tdiki, koinot ш1rlarining yt1mshoq va qattiq komponentlarga bo " li n isl 1i ch11qt1r fizik ma'noga ega bo'lib, koшponeпtlarni tashkil ctgaп zarгalarning taЬiati Ьilan uzviy bog·liq ekan. Masalaп. yшпshoq komponent nюddada kt1chli yt1tiluv­ clli zarralar-elektronlш va gnn1111a-kvantlai·dan, qattiq komponenti esa, asosan relativistik my11onla1·dan iborat . Myt1011 111assasi elektron massa­ sidan 206.8 niarta katta bo"lib. ular moddada kuchsiz y11tiladi. SabaЬi, 11larni11g tormozlanish n11rlanishi j11da kt1cl1siz bo'lib, o'z energiyasini asosш1 ionlashtirish hisoЬiga sarflaydi . Myuonlarning ikki asosiy turi n1avj11d bo·lib. ularning o·r1acha yashash vaqti - 2,2 mks ga teng.
55
Kosmik nur1anishla111i yuzaga keltiruvcl1i yadro reaksiyala1·i nati­ jasida hosil bo'ladigaп radionuklidla1·ga kosnюge11 1·adio1ю k li dla1· de­ yiladi . Bunda bombo1·dimon qiluvcl1i za11·alar vazifasi11i Ьi1·lamcl1i va ikki1amchi kosmik nuгlar ta1·kiЬidagi zaп-alar. nislюn sifatida atmosfera havosi tarkiЬiga kiruvchi kiшyoviy eleme11tlaг. уа'ni azot. kis1orod,, а argoпlar bajaгadi. В11 ja1·ayo111a.1· natijasida t1·itiy, uglerod-14. beгilliy-7 va nati·iy-22 kosmoge11 radionнklidlari hosil bo·ladi. Tritiy izotopi havo tarkiЬida lюsil bo'ladi va yog'ingarcl1i1iklar natijasida yer sirtiga tuslin­ di. TaЬiatda havo-tuproq-suv ayla11is hlai·ida qatnasl1adi. Tiгik orgaпizin to'qi111alaridagi tritiy koпseпtratsiyasi 0' 1·tacl1a 0.4 Bk/kg ni tasl1kil eta­ di. Uglerod-14 oksidlaпadi va fotosiпtez oi-qali odatdagi karboпat aп­ gidrid gazi Ьilап Ьiotik aylaпishlarda qatпashadi. Bu radioпuklidпiпg o'rtacha konseпtгatsiyasi 27 Bk/kg tasl1kil etad i. Be1·illiy- 7 radionukli­ dining yoшg'ir suvlari bilaп o ' s im li k lar. sabznvotlar. iпsш1 va lшyvoп­ lar organizmlariga t11sl1adigan miqdori 50 Bk/yilga teng bo' lad i.
Tritiy va uglerod-14 kosmogen radioпuklidlai·i hosil bo·lisl1 jarayo­ niga batafsi1 to'xta1ib o'ta111iz. Bir1amchi kosmik 11uгlanis hla1· ta ' s iгida atшosfera tarkiЬidagi azot atoшidan radioaktiv izotopla1· tritiy va ugle­ rod-14 1юsil bo'ladi. Bu murakkab jarayoп bo'lib. q11yidagi taгtil1da so­ di1· bo' ladi : Ьirlainchi tez pl"Otoпlaг azot va kisloJ"Od atomi yad1·ol arida11 neytroпlami шiЬ c11iqa1·adi. bu пeytronlar esa o'z navbatida bosl1qa azot atomlari yadrosi bilan o'zaro ta'sirlasl1ib. p1·oto11 va tritoп (tritiy atom yadrosi) lюsil bo'ladi. Usl1bu jarayoп quyidagi teпglama ko·1·i11isl1da yoziladi:
(1.76)

(1.77)
Radioaktiv 11glerod-14 iпsоп ш·ganizim iga пaras olganda СО, gaz Ьi1ап, hamda sнv va turli oziq-ovqat mahsulotla1·i orqali ki1·ad i." Sh11 jшnladaп, tritiy ham ш·gaпizmda ma,•jud bo'lib, bu radioaktiv izotop­ lar umшniy radioaktiv foпni tasl1kil qiladi. Atrof-m11l1it, i11son va barclш jonzotlar usl1bu radioaktiv fo11 ta'siri ostida bo'ladi. Kosmik nш·lanish­

\ar iпtensivligi obyektning geografik joylashisl1iga bog'liq va dengiz sathidan ko'tarilgan sari oshib boradi. Masala 11, Tosl1keпt shahгi geog­ rafik keng1igida ekvatordagiga nisbatan insoп to•qimalarida yutiladigan

56
o'rtacl1a yillik doza taxmi11an 1,3 marta katta bo'ladi va qutbga yaqin­ lasl1ga11i sayi11 osl1ib boradi.

TaЬiiy 1·adioaktiv fоппi vuj11dga kelti1·11vcili 0111illardan Ьiri bu uran­ toriy oilasi l1is0Ыaпadi.
TaЬiiy radioaktiv izotoplar orasida yarim pш·clшlaпish dav­
ri Yer11i11g yosl1i (4 ,5· 10'' yil) а yaqiп 11cl11a izotop ma' lun1. B11larga
ui·an-238 (Т ₁₁₂= 4,5 · 1 о• yil). uraп-235 (Т = 7· 10 ⁸ yil) va toriy-232
112

2
(Т,, = 1.4·10¹⁰ yil)la1· misol bo·ladi. Bu izotoplarning liammasi Mende­ leev da\'l"iy siste111asi11i11g oxirida11 joy olgan lю ' li b, 11cl1ta radioaktiv oi­ la11i bosl1lab beradi. Uran oilasi davriy sistemada eng Ьагqагоr lю'lgan qo ' гg ' os l1i1111ing ²""РЬ va ²⁰⁷РЬ. ro1·iy oilasi esa ¹" ⁸РЬ izoroplari bilan 111- gaydi. Radioaktiv oilalar· 1.5-jm/м/da keltirilgan bo'lib, bu oilalar ichi­ da neptui1iy oilasi lюzirgi kunda ucl1ramaydi, sabaЬi yariш parcl1ala11ish da,•гi 11isbata11 kicl1ik bo·Iga11i sabaЫi Ь11 oila yo'q bo'lib ketgan.