Amaliy yadro fiziкasi

-§. Ya«Jro rcaksiyala1·11ing )'UZ bш·ish mcxanizmlari

Yadro reaksiyalan1ing yuz beris\1 jarayoni asosaп ikki xil mexaпizm orqali tusliuntiriladi, уа'пi koшpatшd (oraliq) уаdго mexanizimi \'а !1e­ vosita о'zаго ta'sir mexaпizmlari.
Kompmmdymlro mexa11izmi. 1936-yilda Nils В01· tomonidan taklif etilgaп oraliq yadro mexa11iz111iga Ьiпоаn уаdю гeaksiyalпri ikki L,os­ qichda yuz beradi.
Birincl1i bosqic\1da унqогi e11e1·giyali elemeпtar zшта. yad1·0 yoki gamma-kvantlar yadгoda yutiladi ,,а uyg'oпgaп lюlatdagi oraliq S' yoki kompaundyadro hosil bo'ladi:
а + А С ' .
lkkinchi bosqichda kompatшd yadro quyidagi sxe111a bo'yiclia par­ chalaпadi:
с· В+Ь.
В zarracha neytron, protoп. dey\1·011 va boslщa zarralar bo'lis11i mumkin.

84

Yadro reaksiyasini11g yuz berish ja.-ayonini umt1miy holda quyidagi ko•гinisl1da yozish mвnikin:
а + А С' В + Ь

yoki
а+А С" в· + Ь В+у+Ь,

Ь11 уепlа В* - reaksiya natijasida t1yg·ongan holatda hosil bo·lgan yadro.
Yadroga yutilg:ш a-zarra e11ergiyasi nuklonlar orasida jвda tez taq­ simlanadi. Natijatla a-zarra olib kirgan energiyaning qiyшati yadrodagi 1111klonlar11ing bog ' la nisl1 energiyasidan katta bo'lisl1iga qaraшasdan, 11uklo11larda11 bitt:isi l1a111 yadrodan chiqib ketisl1 uclшn zarur bo'lgan e11ergiyaga ega bo· Jшayd i. Sh11 sabaЫi uyg·o11gan С' oraliq yadro kva­ zistatsionar sistema kaЬi yad,·o vaqtiga (- 10-²² s) nisbatan o'zoq vaqt (- J-o •• s) yasliaydi. Yadro vaqti deb tez 11eytronning (-10 MeV) yadro radit1siga teng Ьо · lgan masofani bosib o·tis/1 11ch1111 kerak Ьо' lgan vaqt­ ga aytiladi. ya'ni

_л R., 1,4-I0-"sm
^_22

1= - · "' ,. "' ¹⁰ с.
v" 4-10 smlc
Ko111paund yadro yashash vaqti davomida (- 10-¹⁴ s) yadroda jtrda ko'p n1arta eпergiya taqsiшoti yt1z beradi. Binobarin. oraliq yadro /ю­ sil bo'lisl1i ,,а trning parclialanishi bir-Ьiriga bog'liq bo'lmagan yadro reaksiyasi11i11g ikkita bosqichidan ibor·at. B1111da yadro q:шday lюsil bo·Jga11ini «esdan» cl1iqaradi va t1ning parcl1a/a11ishi hosil bo ' /ish usu­ liga bog'liq emas.
Ko111pat1nd yadю11i11g _II yoki ₁₁₁₁ parchalai1ish \Uri uyg'onish e11ergi­ yasiga. hai·akat miqdori momeпtiga va boshqa ko111pau11d yadroni tav­ siflovcl1i pa,·ame tr·larga bog' li q bo' li b, kompatшd yadro qanday yo'/lar Ьilan v11j11dga kelganiga bog • li q emas. Slшni11g uсlнш yadro reaksiya­ sini11g ikki11chi bosqiclii oraliq yadro l1ar xil ko'1·i11isl1da parclialanishi 111ш11k in.
Zai1101ш,,iy dur1yoqarashga asosa11. jarayon bosl1ida yadrodagi nt1k­ lo11lar orasida taqsimla11ga11 oraliq yadro11ing o'yg'o11ish energiyasi, ko·p s011li qayta 1aqsin1lanisl1lardan keyiп statistik qontшga asosм Ьi­ rorta zarraga yig'ilib qolishi nш mkin . Ortiqcha energiya olgan ushbtr zarracl1a or:iliq yadrodan cl1iqib ketishi nшnikin. Reaksiyaning ikkinchi
85

bosqicl1i (etapi) (; В+ Ь . a - pai·cl1ala 11ish11i es latad i. Farqi. t1sl1bt1 holda kucl1li uyg ' o пgan S* yadro pai·cl,alaпadi.

0
Bevosita reaksiya 111e.xa11izmi. Yadro 1·ea ksiya la1·ini eks pc1·in1e1ttal o'rga11isl1 bo"yicha o·tkazilgaп tadqiqotlar sl1t111i ko·гsatdiki. kompatшd yadro mexanizimi l1amn1a ,·aqt lш111 0 ·1·iпli bo·Lшas eka11. Bt1 bi1·i11cl1i шагtа fotoprotonlar hosil Ьо·ladigaп yadro reaksiyada kt1zatilga11. Fo­ toprotonlar, ya'ni (у,р) fotoyadю reaksiyasi пatijasida lюsil bo'ladigan protonlai-niпg eпergetik va bt1rcl1ak taqsi111otla1·i11i 0·1·1!:a11isl1, usl1bu reaksiyalar ikkita шexanizm bo•yicl1a yt1z be1·isl1i. ya"ni oraliч yad­ ro mexaвizmi ,,а bevosita yad1·0 1·eaksiyasi 111exa11iz111lari n1a,•judligi11i ko ' rsatd i. Ayrim hollarda birincllisiпi bt1g'lanisl1 111ex::шizmi, ikkiпchisi esa fotoeffekt шexanizmi ham devi lad i. Bevosita 1·eaksiva (fotoeffekt) mexanizmida у - kvaпtlar energ iy as i11i11g asosiy qismini -sirtda joylasl1- gan protonga be111di va t1sl1bu proton, у - kvaвtlai· olib kelgan eвergiya nuklot1lar 01·asida taqsimla111nasda11 oldiв yadrodan t1chib chiqib ketadi . Mazkur protoпning maksimal energiyasi qt1yidagiga teng:
(Tp)m._, = Er -Е:Р,
bt1 уегdа ЕР - pюtonniпg bog'lanisl1 energ iyas i.
Shш1day bevosita ajralib cl1iqqa11 protoпlar yordamida (у.р) foto­ yadro reaksiyasi chiqisl1ining oraliq уаdго 111exa11izmida kt1tilayotga11 cl1iqisl1iga нisbatan osl1ishi11i va 11cl1ib chiqayotgiш protonlar11i11g b11r­ chak taqsimotidagi anizotropiyaнi l1a111 t11slн111tiгisl1 111111nkin.
Protoнlarni bevosita «11zib» olish y-kvaпtlar y11tilisl1 kesimi11i11g fa­ qat 111a'lt1m bir qismiga javob berad i. Ammo (у.р) reaksiya uch1111 11 m11- hi111 al1a111iyatga ega bo'lisl1i mщ11ki11. Buнda si1·tda joylasl1gan protoп­ lar uchuв kulon bare1·ining гoli bt1g ' lш1isl1 proto11lari uch11n kulon bareri rolidan ancha kichikligi Ьilan bog ' liq.
Bevosita o'zaro ta"sir mexaпizmi og ' ir yadrolardagi reaksiyalar­ da o'ta n1t1l1i111 ahaшiyatga ega bo' ladi. Buвga sal,ab usl1b11 y ad1·ol ar­ da kichik eпergiyali b11g'la11isl1 protoпlarga t1a1·sl1ilik qilt1vchi Кнlоп to'sig'ining kattaligidir.
86

4. 
   -§. Fotoya{lro reaksiyalari
   

Fotoya(fro r eaks 11a si deb, унqогi e11ergiyali gaшma-kva11tlaming уаdго Ьilan о·zа го ta' s irl asht tvi natijasida yadr·oda n p,·oton, ney/ron, deyt1·011 va boshqa zarralarni11g cl1iqib ketish jarayonlariga aytilad i. Fo­ toyadro reak:;iyasini yadro fotneffi!kti deb 11am aytiladi. Fotoyadro reak­ siyasini шшrшiу ko'ri11is/1da qнyidagic/1a yozish m11mkin:
у+ А В+ Ь (2.25)
yoki quyidagi ko'ri11is/1cla /1аш yozis/1 nш111ki11:
А( у,Ь)В . (2.26)
Yadroda11 c/1iqayotgar1 zarra/ar tLJГiga qa,·a b totoyadro reaksiyalari quyidagi turlarga bo"lirtadi: (у.11), (у .р). (у.пр), (y,2n). (y,d), (у,а) va h.k . Hozir·gi k1111da eng yaxs/1i o'rgar1i/ga11 reaksiyalar: (у,л) va (у,р). Bu r·e­ aksiyalar endotem1ik bo ' lg: 111 i uclшn us/1b11 reaksiya yuz berisl1i uclшn, y-kvarttlarлi11g e11ergiyasi usl1b11 zarrani yadrodaл ajratish uchun zarur bo'lgan eлergiyada11 kalta bo'lishi kerak , уа ' лi
Е₁ > &,,(&,,, &а ) (2 .27 )
Уаdго foroe/fekti Ьirinchi marta 1934-yilda Chedvik (James Chad­
\vick) va Goldxaber/ar (Машiсе Goldhaber) tomonidan deytronning fo­ toparchalanisl1i misolida kuzatilgan:
r+ H п + р, Е.СН) = 2,2 MeV (2.28)
Tajribada ² Т/ radiorшklididan chiqayotgan energiyasi Е, = 2,62 MeV ga te11g bo'lgan gaшma-kvaпtlardaл foydala11ilgaл. Keyi11clialik taЬiiy radioaktiv elemeпtlar gшшпa-kvantlari ta ' sirida bo'ladigш1 уапа Ьiг l'otoyadro reaksiyasi kнzat il tli.

r+ :ве :ве+п, :ве
-2 ; Не . (2.29)

Ushb11 reaksiya Ьila11 taЬiiy radioakti,, elementlarлiлg gaл1111a­ kvantlari ta'sirida y11z beradigan t'otoyadro reaksiyalariniлg ro'yxati cl1e k laлad i. Bosl1qa l1шшпа yadrolarda 11uklonning ajralisl1 eпergiyasi radioaktiv yadrolar cl1iqarayotgan gaш-makvaлtlarining energiyasidan katta bo·/ga11ligi sabaЬli totoyadro reaksiyasi yuz berniaydi.
Yuqori energiyali ga111111a-kva11tlarni olisl1 imkoniyati faqat elektron tezlatkicl1lari yaгatilga11dan kcyi11gina paydo bo ' ldi. Elektroп tezlatkichlarda (betatroп, 111ikrolro11 va cl1iziqli elektron
87

tezlatkic\1) yuqoгi eпergiyali gaiшna-k,,a,11\ami re11tgen trtrbkasida tor­ mozli reпtgen nurlar lюsil qilishiga o·xshash vaziyatda hosil qili11adi. уа' ni yuqori eпergiyagacha tezlatilgan 1110110xromatik ele ktю nla1· Z kat­ ta bo'\gan elemeпtdan ( \\¹.РЬ) tayyorlangan nisl1011ga kelib tusliadi va unda tormozlaпadi . Natijada torrnozli gamma- rн11· la r hosil bo'lib. ular­ ning spektri uzluksizdir. Tor,nozli gamma-nur·laпisl 1la111i пg maksiшal eneгgiyasi tonnozlaпayotgaп elektroпla111ing maksi111al kiпetik eпer­ giyasiga te11g bo'lib, iпtensivligi esa ener·giyaga teskari proporsional ravishda kamayadi. Slшnday qilib. elek11·o пlar11i11g torп10zlaпisl1i nati­ jasida berilgaп maksimal eпergiyali Lrzl11ksiz gaпнпa-kvantlar spektrini o\isl1 rnurпkiп.

5.