Atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi fanidan kurs ishi mavzu: Gamma nurlanish modda orqali o’tishi, Fottoeffekt, Kompton effekt, Elektron-Pozitron jufti hosil bo’lishi va bog’liqlik tomonlari

Gamma nurlanishlar tabiati. Gamma nurlanishning modda orqali o’tishida yutilishi.

Geliy yadrolarining chiqishi uchun qarang Alfa yemirilishi. Elektronlar / pozitronlar chiqishi uchun qarang Beta parchalanishi.Gamma-nur emissiyasining tasviri (γ) atom yadrosidan.

2-rasm Qora tuynuk sifatida paydo bo’lgan gamma nurlar
Davomida gamma nurlari chiqadi yadro bo'linishi yadroviy portlashlarda.NASA tomonidan rentgen nurlari va gamma nurlari orasidagi chastotaning ustma-ust tushishini ko'rsatuvchi elektromagnit spektr bo'yicha qo'llanma.A gamma nurlari, yoki gamma nurlanishi (belgi γ yoki ), penetratsion shaklidir elektromagnit nurlanish dan kelib chiqqan radioaktiv parchalanish ning atom yadrolari. Gamma nurlarining taniqli sun'iy manbalariga kiradi bo'linishkabi sodir bo'lgan narsalar kabi yadro reaktorlariva yuqori energiya fizikasi kabi tajribalar neytral pion parchalanishi va yadro sintezi. Gamma nurlanish bu elektromagnetik nurlanishdir.
Bu oddiy holda gamma nur deb talqin qilinadi va roentgen nuriga juda yaqin turadi. Roentgen nuri qachonki orbitadagi elektronlar quyi energetik sathga o’tganda yoki atomga tez harakatda yaqinlashayotgan elektronlar atomning elektr maydoni ta`sirida yo’nalishi o’zgartirilganda yoki susaytirilganda vujudga keladi. Gamma nur qo’zg’atilgan yadro yemirilishi va yadroviy reaksiyalar natijasida paydo bo’ladi.
Chunki gamma nur massa va zarydga ega emas, shuning uchun uni to’xtatish juda mushkul va moddadan o’tish qobiliyati juda yuqori. Kichik original gamma nuri bir necha funt betondan yoki bir necha metr suvdan o’tishi mumkin. Gamma nurining moddalar bilan ta`sirlashuvida quyidagilar nazarda tutiladi. Birinchi galda fotoelektrik effekt. Kichik energiyali gamma atomga zarba bersa, orbitadan elektronning ajralishi hisobiga (odatda ichki qobig’ida) gammaning to’la energiyasi oshadi. Bunga sabab atomning ionizatsiyasi va katta energiyali elektronning hadalishi. Bu reaksiya kichik energiyali gammalarning katta atom atom og’irligiga ega bo’lgan materiallardagi ta’sirlashuvida yaqqol namoyon bo’ladi, agar gamma taxminan 1 MeV energiyaga ega bo’lsa bu jarayon bazo’r sodir bo’ladi. Har qanday gamma energiyasi electron bog’lanish energiyasining ortiqcha qismi hisoblanadi va u electron kinetik energiyasi ko’rinishida tashiladi.Gammalarni kuchsizlantirishning ikkinchi usuli Kompton sochilishi deyiladi.
Gamma orbital (tashqi qobiq) yoki erkin elektronlar bilan ta’sirlashadi, lekin, bu holda foton energiyasining juda oz qismini yo’qotadi. Haqiqiy energiya yo’qolishi gamma nurining sochilish burchagiga bog’liq (0^o dan 180^o gacha) bo’ladi. Gamma kichi energiya bilan davom etadi va energiya farqi electron tomonidan yutiladi. Bu reaksiya gamma energiyasining 0,1 MeV va undan katta qiymatlari uchun o’rinli. Kompton sochilishida foton elektrondan sochiladi, natijada sochilgan electron (Kompton elektron) va kichik energiyali foton fujudga keladi. Agar biz harakatsiz elektronni erkin va hordiqda deb faraz qilgudek bo’lsak, u holda relativistic nazariyani formulani aniqlash uchun qo’llashimiz mumkin:Yuqori energetik qavatlarda kuchsizlantirishning uchinchi usuli qo’llaniladi.
Bu juftlik-hosil-qilish usulidir. Yuqori energiyali gamma yadrodan yetarlicha yaqin o’tsa, gamma mutlaqo yo’qoladi, natijada elektron va pozitron vujudga keladi. Bu reaksiyani malga oshirish uchun gammaning dastlabki energiyasi kamida 1,02MeV bo’lishi zarur. 1,02MeV dan katta bo’lgan har qanday energiya elektron va pozitron o’rtasida kinetic energiya sifatida ulashiladi. Katta energiyali gammalar uchun juftlik-hosil-qilish katta ehtimol bilan oshadi. Agar biz foton nurini x qalinlikda deb qarasak, biz (umumiy chizig’iy kuchsizlantirish koeffisenti) ga ega bo’lamiz, soda holda (mos ravishda fotoelektrik yutilish, Kompton sochilishi, juftlik-hosil-qilish koeffisientlari). Intensivlikda qisman yo’qotilish: