I bob. Neytronlar fizikasi tarixi

Kurs ishining tuzilish: Kurs ishi 2 bob, 4 bo’lim, xulosa, adabiyotlar ro’yxatidan iborat bo’lib, 54 bet xajmida yozilgan.


I BOB. NEYTRONLAR FIZIKASI TARIXI.
1.1 Neytron. Neytronning kashf etilishi.
NEYTRON—atom yadrosini tashkil etuvchi zarrachalardan biri bo’lib, 1932-yili James Chadwick tomonidan kashf etilgan, tinch holatdagi massasi 1,67 – 10²³ g, spini 1/2, radiusi 1,23 • 10²³ sm, magnit momenti 1,913 yadro magnetoniga teng boʻlgan elektr jihatdan neytral (elektr zaryadi nolga teng) elementar zarra; atom yadrosining tarkibiy qismi. Proton kabi Neytron ham nuklon deb yuritiladi. Barionlar guruhiga kiradi. Erkin holda neytron uzoq, vaqt yashay olmaydi: oʻrtacha yashash davri t= 16 min. Neytronning yarim parchalanish davri 11,7 min., shu vaqt davomida u proton, elektron va antineytrinoga aylanadi.
1956-yilda Neytronning antizarrasi — antineytron topildi. Uning massasi Neytron massasiga teng, magnit momenti esa qaramaqarshi ishorali, yaʼni musbat. Antineytron radioaktiv boʻlib, u antiproton, pozitron va neytrinoga parchalanadi. Neytron markazida qandaydir zaryadli «oʻzak» mavjud. Bu oʻzak atrofida qarama-qarshi zaryadli aylanuvchi qatlam bor, lekin bir butun holda Neytron elektr neytral zarradir. Neytron energiyasiga koʻra ultrasovuq (10 eV gacha), juda sovuq (10~7—10~4 eV), sovuq (1(N — 5-10-3 eV), issiq (510 3—0,5 eV), rezonans (0,5—10 4 eV), oraliq (104— 105 eV), tez (105—108eV), yuqori energiyali (108 — 10|0 eV) va relyativistik (4Yu10 eV) boʻladi. Energiyasi 105 eV gacha boʻlganlari sekin Neytron deyiladi.Neytronlar fanning turli sohalarida keng qoʻllaniladi. Neytronlar ham boshqa radioaktiv nurlar singari organizmga biologik taʼsir koʻrsatadi. Neytron xususiyatlaridan tibbiyotda (Mas, neytronoterapiya),geologiyada (neytron karotaj va b.) keng foydalaniladi. Maxsus usullar (Mas, radioaktivatsion usul) yordamida Neytronni aniklab, moddalarning tarkibi oʻrganiladi.Birinchidan, hozir biz bilan bog'liq bo'lgan neytron so'zining etimologik kelib chiqishini aniqlash. Shu tarzda, biz lotin va aniqrog'i, so'zdan kelib chiqqanligini aniqlab olishimiz kerak edi neuer, bu ikki aniq qismdan iborat: prefiks ne-, inkorga teng keladigan va bachadon, "bu yoki boshqasi" deb tarjima qilinishi mumkin.A neytronga aylanadi bu a elektr zaryadisiz massiv zarracha . Bu a bariyon (uchta kvarkdan tashkil topgan subatomik zarra) pastdagi ikki kvark va yuqoridagi kvark tomonidanhosil bo'lgan.Neytronlar va protonlar tashkil qiladi yadrosi ning atomlari .Neytronni aniqlashni samarali aniqlashdir neytronlar yaxshi joylashtirilgan joyga kirish detektor. Neytronlarni samarali aniqlashning ikkita asosiy jihati mavjud: apparat va dasturiy ta'minot. Aniqlash apparati ishlatiladigan neytron detektorining turini anglatadi (bugungi kunda eng keng tarqalgan sintilatsion detektor) va aniqlashni o'rnatishda ishlatiladigan elektronikaga. Bundan tashqari, apparatni o'rnatish, shuningdek, manba-detektor masofasi, kabi asosiy eksperimental parametrlarni belgilaydi qattiq burchak va detektorni himoya qilish. Aniqlash dasturi detektorga zarba beradigan neytronlarning sonini va energiyasini o'lchash uchun grafik tahlil kabi vazifalarni bajaradigan tahlil vositalaridan iborat.Atom va subatomik zarralar atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirlashish natijasida hosil bo'lgan imzo orqali aniqlanadi. O'zaro ta'sirlar zarrachalarning asosiy xususiyatlaridan kelib chiqadi.
Zaryad: Neytronlar neytral zarralar bo'lib, to'g'ridan-to'g'ri ionlashmaydi; shuning uchun ularni to'g'ridan-to'g'ri aniqlash zaryadlangan zarrachalarga qaraganda qiyinroq. Bundan tashqari, ularning harakatlanish yo'llariga faqat elektr va magnit maydonlar ta'sir qiladi. Massaning neytron massasi 1.0086649156(6) siz to'g'ridan - to'g'ri aniqlanmaydi, ammo uni aniqlash mumkin bo'lgan reaktsiyalarga ta'sir qiladi. Reaksiyalar: neytronlar bir qator materiallar bilan reaksiyaga kirishadi elastik tarqalish orqaga qaytariladigan yadro ishlab chiqarish, noaniq tarqalish  hayajonlangan yadroni hosil qilish yoki hosil bo'lgan yadroning transmutatsiyasi bilan yutilish. Aksariyat yondashuvlar turli xil reaktsiya mahsulotlarini aniqlashga bog'liq. Magnit moment: neytronlarda a bo'lsa ham magnit momentning −1.9130427(5) mN, magnit momentni aniqlash texnikasi neytronni aniqlash uchun foydalanishga juda sezgir emas.Elektr dipol momenti: Neytron faqat mayda bo'lishi taxmin qilinmoqda elektr dipol momenti, bu hali aniqlanmagan. Shuning uchun bu aniqlanadigan imzo emas.Parchalanish: yadro tashqarisida erkin neytronlar beqaror va a gaega umrni anglatadi ning 885.7±0,8 s (taxminan 14 daqiqa, 46 soniya). Erkin neytronlar elektron va antineutrinoning chiqishi natijasida parchalanib, protonga aylanadi, bu jarayon beta-parchalanish:

n⁰→ p⁺ + e⁻ + ν_e.

Garchi p⁺ va e⁻ neytron parchalanishi natijasida hosil bo'lgan, aniqlangan parchalanish darajasi juda past, amaliy detektor tizimiga asos bo'lib xizmat qiladi.
Ushbu xususiyatlar natijasida neytronlarni aniqlash bir necha asosiy toifalarga bo'linadi:Tezkor reaktsiyalar bilan absorbsion reaktsiyalar - kam energiyali neytronlar odatda yutilish reaktsiyalari orqali bilvosita aniqlanadi. Odatda ishlatiladigan absorber materiallari yuqori tasavvurlar neytronlarni yutish uchun va o'z ichiga oladi geliy-3, lityum-6, bor-10 va uran-235. Ularning har biri yuqori energiyali ionlangan zarrachalarning chiqishi bilan reaksiyaga kirishadi ionlash izi ulardan bir qancha vositalar yordamida aniqlanishi mumkin. Odatda ishlatiladigan reaktsiyalarga quyidagilar kiradi ³U (n, p) ³H, ⁶Li (n, t) ⁴U, ¹⁰B (n, a) ⁷Li va uranning bo'linishi
Aktivizatsiya jarayonlari - neytronlarni a dagi absorberlar bilan reaksiya qilish orqali aniqlash mumkin radiatsion ushlash, chayqalish yoki shunga o'xshash reaktsiya, reaksiya mahsulotlarini ishlab chiqarish, keyinchalik bir ozdan keyin parchalanib, ajralib chiqadi beta-zarralar yoki gamma. Tanlangan materiallar (masalan, indiy, oltin, rodyum, temir (⁵⁶Fe (n, p)⁵⁶Mn), alyuminiy (²⁷Al (n, a)²⁴Na),niobiy (⁹³Nb (n, 2n)^92mNb), kremniy (²⁸Si (n, p) ²⁸Al)) juda tor energiya diapazonida neytronlarni olish uchun juda katta tasavvurlarga ega. Ko'p sonli absorber namunalaridan foydalanish neytron energiya spektrini tavsiflashga imkon beradi. Aktivizatsiya, shuningdek, tarixiy neytron ta'sirini tiklashga imkon beradi (masalan, neytron ta'sirida sud-tibbiy rekreatsiya tasodifiy tanqidiylik)Elastik tarqalish reaktsiyalari (proton-qaytarilish deb ham yuritiladi) - Yuqori energiyali neytronlar odatda bilvosita orqali aniqlanadi elastik tarqalish reaktsiyalar. Neytronlar detektordagi atomlarning yadrolari bilan to'qnashib, energiyani o'sha yadrolarga o'tkazib, aniqlanadigan ionlarni hosil qiladi. Energiyaning maksimal uzatilishi neytron to'qnashgan atom massasi neytron massasi bilan solishtirganda, vodorodl materiallar ko'pincha bunday detektorlar uchun afzal qilingan vosita hisoblanadi.
Gaz proportsional detektorlari neytronlarni aniqlash uchun moslashtirilishi mumkin. Neytronlar odatda sabab bo'lmaydi ionlash, a qo'shilishi nuklid yuqori bilan neytron kesmasi detektorning neytronlarga javob berishiga imkon beradi. Buning uchun odatda ishlatiladigan nuklidlar geliy-3, lityum-6, bor-10 va uran-235. Ushbu materiallar reaktsiyaga kirishish ehtimoli yuqori bo'lganligi sababli termal neytronlar (ya'ni, atroflari bilan muvozanatlashishni sekinlashtirgan neytronlar), odatda ular bilan o'ralgan moderatsiya materiallari ularning energiyasini kamaytirish va aniqlash ehtimolini oshirish.Odatda neytron signalni boshqa nurlanish turlaridan farqlash uchun qo'shimcha takomillashtirish zarur. Issiqlik neytronining energiyasi nisbatan past bo'lganligi sababli, zaryadlangan zarracha reaktsiyalari diskret (ya'ni, asosan monoenergetik va energiyaning tor o'tkazuvchanligi kengligida), boshqa reaktsiyalar, masalan, gamma reaktsiyalari keng energiya diapazonini qamrab oladi, shuning uchun ularni ajratish mumkin manbalar.Sinf sifatida gaz ionizatsiyasi detektorlari sonni o'lchaydilar (hisoblash darajasi) emas, balki neytronlarning energiyasi.