Atom yadrosi va elementlar zarrasi

Yadroviy reaksiyalarda saqlanish qonunlari.
Reaksiya kesimi, chiqishi Zarralarning zarralar bilan, zarralarning yadrolar bilan, yadrolarning yadrolar bilan yadro masshtabida intensiv ta’sirlashuvi yadrolar tarkibini o'zgartishga olib kelsa yadro reaksiyalari amalga oshgan bo’ladi.Yadro reaksiyasida energiya, impuls yadroda qayta taqsimlangan bo’ladi. Reaksiyalar kuchli, elektromagnit, kuchsiz ta’sirlashuvlarga ko‘ra, amalga ortishi mumkin.Reaksiyalar zaryadli, zaryadsiz zarralar, fotonlar ta’sirlashuvlariga ko‘ra, bo’ladi.Barcha reaksiyalar saqlanish qonunlarining bajarilishi bilan ro‘y beradi.a+A —»B+b.Agar ko‘p kanalli bo’lsa:a + A -- B + b— С + с— D + d
Reaksiya kanallari chiqish ehtimoliyatlligiga ko'ra, ularga ruxsat etilgan yoki cheklashlarga sabab bo’ladigan kvant xarakteristikalarini aniqlash imkonini beradi.Yadro reaksiyalarida saqlanish qonunlari toMa bajarilishligi reaksiyada qatnashayotgan yadrolar va zarralar xarakteristikalarini yuqori aniqlikda aniqlash imkonini beradi (masalan: impulsi, zaryadi, juftligi va h.k.).Yadro reaksiyalari ta’sirlashuv energiyasiga, reaksiyani yuzaga keltirayotgan zarraning turiga, xossalariga hamda yadroning massa soniga, reaksiyaning borish mexanizmiga, reaksiya energiyasiga va h.k.lar qarab tavsiflanadi.Reaksiyaga kirishayotgan zarralarning turiga qarab reaksiyalarni n,zaryadli zarralar, g-fotonlar reaksiyalari deb ataladi.
Yadroviy reaksiyalarning turli mexanizmlari
Turli yadroviy reaksiyalarni har taraflama to‘g‘ri tushuntirib beruvchi nazariya hozirgacha yaratilgan emas. Shuning uchun yadroviy reaksiyalar turli soddalashtirilgan mexanizm yoki modellar asosida tushuntiriladi. Bu mexanizm yoki modellar asosida yadroviy reaksiyalarning u yoki bu xususiyatlari to‘g‘ri tushuntirilishi mumkin.Yadroviy reaksiyalarning quyidagi mexanizmlari mavjud:
1.Bor kompaund yadro mexanizmi. 1936-yilda Nils Bor taklif qilgan yadro mexanizmiga ko‘ra, yadro reaksiyasi ikki bosqichdan iborat. Birinchi bosqich nishon-yadro bilan zarraning birikma (kompaund) holat tashkil etishidan iborat, ya’ni a + A —>C*.Birikma holat C* har doim kuchli uyg‘ongan bo’ladi, ikkinchi bosqich esa birikma holatning u yoki bu zarraga parchalanishidan iborat, ya’ni C* —»B + b. Demak, bu mexanizmga asosan reaksiya quyidagicha o‘tadi: a+A —>C* —»B+b.Bu mexanizmga ko‘ra, yadroviy reaksiyaning bo’lib,o‘tishi juda sekin yuz beradi deb qaraladi.
2. Bevosita o‘zaro ta’sirli yadroviy reaksiya. Bunday reaksiyada nuklon yadrodagi bir yoki ko‘pi bilan ikkita-uchta nuklon bilan ta’sirlashadi yoki biror zarra almashish bilan ta’sirlashadi deb hisoblanadi. Bu holdakompaund yadro hosil bo’lmaydi. Bunga (d, n), (d, p) uzilish reaksiyalari va (p, d), (n, d) ilish reaksiyalari misol bo’la oladi. Uzilish reaksiyasida tarkibiy qismga ega bo‘ lgan birlamchi zarra deytrondagi nuklonlaming biri yadro tomonidan «uzib» olinadi. Ilish reaksiyasida esa, aksincha, birlamchi nuklon yadrodan bitta nuklonni ilib oladi, deytronga aylanadi.3. Kulon o‘yg‘onish. Bunda yadro oldidan uchib o‘tayotgan zaryadlangan zarraning kulon maydoni ta’sirida yadro uyg‘ongan holatga o‘tib qoladi.
4. Bir yoki bir nechta zarralar hosil bo’lishi bilan yuz beradigan yadroviy reaksiya mexanizmi. Bu jarayonda birlamchi zarra energiyasi 109eV dan yuqori bo’lganda yadro reaksiyasi natijasida bir yoki bir nechta ikkilamchi zarralar hosil bo’ladi. Juda yuqori energiyalarda barion-antibarion juftlari ham hosil bo’lishi mumkin.
Yadro reaksiyalarining kompaund yadro mexanizmi.Bor 1936-yilda yadro tomchi modeligaasoslanib yadroviy reaksiyalar nazariyasini yaratdi. U yadroviy reaksiya ikki bosqichda bo’ladi deb faraz qildi. Birinchi bosqichda a -zarra A-yadro-nishon bilan birikib kompaund yadro C* ni hosil qiladi, ikkinchi bosqichda uyg‘ongan holatdagi kompaund yadro b zarra chiqarib parchalanadi. Umumiy holda reaksiyani quyidagicha yozish mumkin:a + A —»C*—»B + b (5.7.1)Kompaund yadro yashash vaqti yadro vaqti tyad = 10”22 - 1 O'23 s dan katta bo’ladi. Bunday bo’lishligi yadroga tushayotgan a-zarra o‘z energiyasini nishon-yadro nuklonlari bilan to‘qnashib energiyasini yo‘qotadi. Uning energiyasi yadrodagi nuklonning bog’lanish energiyasidan kichik bo’lib,qoladi va endi u nishon-yadrodan chiqib keta olmaydi. Hosil bo’lgan kompaund yadro uyg‘ongan holatda bo’ladi. Shunisi muhimki, kompaund yadro tarkibidagi bitta ham nuklon bogManish energiyasini yengib chiqib ketish energiyasiga ega emas.Masalan, nishon-yadroga zarra tomonidan olib kelingan uyg‘onish energiyasi 15 MeV, kompaund yadrodagi nuklonlar soni esaA = 100 bo’lsin. U holda har bir nuklonning uyg‘onish energiyasi 0,15 MeV ga teng. Nuklon yadrodan chiqib ketishi uchun esa uning kinetik energiyasi bogManish energiyasi (8 MeV) dan katta bo’lishi kerak.Vaqt o'tishi bilan bu ortiqcha 15 MeVenergiya kompaund yadro nuklonlari o‘rtasida bir necha xil taqsimotda bo’ladi. Tasodifan shunday fluktuatsiya vaziyati vujudga keladiki, bunda yadro sirtidagi biror nuklonda yadroni tark eta oladigan darajada energiya yigMlib qolishi mumkin. U holda ehtimolligi juda kichik bo’lgan «bugManish» jarayoni yuz beradi va nuklon yadrodan chiqib ketadi.
Ikkilamchi zarralarning energiya va burchak bo‘yicha taqsimlanishiKichik uyg‘onish energiyalarida reaksiya jarayoni alohida sathlar xususiyatiga bogMiq bo’ladi. Shuning uchun ikkilamchi zarralarning energiya taqsimotida parchalanuvchi yadroning energetik sathlariga mos ravishda qator maksimumlar kuzatiladi (5.8-rasm) Ikkilamchi zarralarning harakat miqdor momentiga bogMiq ravishda ularning burchak taqsimoti ham o‘zgaradi. Masalan, 1 = 0 holda ikkilamchi zarralar burchak taqsimoti izotrop bo’ladi.Yadro uyg‘onish energiyasi katta bo’lganda energetik sathlar qo‘shilib ketgani uchun zarralarning energiya va burchak bo‘yicha taqsimoti haqidagi maMumotlar statistik nazariya asosida keltirilib chiqarilishi mumkin.