Ii-qism Toshkent-2010

Тermoyadroviy reaksiyalar. Hisoblashlarning ko`rsatishicha faqat og`ir yadrolarni bo`linishi tufayligina emas, balki juda yengil yadrolarni biriktirish (yadrolar sintezi) usuli bilan ham yadroviy energiyadan foydalanish mumkin ekan. Masalan, deyteriy va tritiyni sintezidan  -zarra va neytron hosil bo`ladi; ya’ni
₁N²+₁N³  ₂Ne⁴+₀n¹
bu reaksiya energiyasi

Bunda har bir nuklonga to`g`ri keladigan energiya 3,5 Mev. Ma’lumki U²³⁵ning bo`linishida ajraladigan energiyaning bitta nuklonga mos keladigan energiyasi 0,85Mev.
Yadrolar sintezi yuqori temperaturalarda sodir bo`lganligi uchun uni termoyadroviy reaksiya deb ham ataladi.
N² (deyteriy) va N³ (tretiy) yadrolarining 10⁷K haroratda ham yetarlicha intensiv birikishi kuzatiladi. Bu qadar yuqori harorat yulduzlarda, jumladan quyoshda mavjud. Quyosh nurlanishining spektrida vodorod, geliy, uglerod, azot va kisloroddan iborat. Quyosh energiyasi uning tarkibidagi yadrolarning sintezi, ya’ni termoyadroviy reaksiyalar tufayli ajraladi.

Olimlar sun’iy ravishda termoyadroviy reaksiyani amalga oshirish usulini topdilar. Buning uchun termoyadroviy reaksiyada qatnashishi lozim bo`lgan modda (masalan N^2 va N^3 aralashmasi) ichida atom bomba portlatilsa bas. Atom bomba portlaganda g`oyat qisqa vaqt ichida harorat 10^7K ga yetib, deyteriy va tritiy birikadi, bunda energiya ajralib chiqishi yanada kuchliroq portlashtarzida namoyon bo`ladi. Portlashda vodorod izotoplari qatnashganligi uchun bu qurolga vodorod bomba deyiladi. Neytron bomba deb ataluvchi qurolda esa yadroviy sintez reaksiyasi amalga oshishi uchun talab qilinadigan sharoit detonatorlik vazifasini bajaruvchi bombani portlatish yo`li bilan emas, balki boshqa usullar

yordamida vujudga keltiriladi. Yadroviy sintez reaksiyasida ajralib chiqadigan energiyaning asosiy qismi (80%) neytronlarning energiyasi sifatida namoyon bo`ladi.Shuning uchun neytron bomba portlaganda vujudga keladigan zarb to`lqin anchagina kuchsiz lekin nurlanish dozasi nihoyat kuchli bo`ladi. Neytronlar muhit atomlarning elektron obilari bilan bavosita ta’sirlashmaydi. Lekin muhit atomlarining yadrolari bilan ta’sirlashuvi tufayli zaryadli zarrachalar, -kvantlar va radioaktiv yadrolar hosil bo`ladi. Shuning uchun odam organizmiga neytronlarning ta’siri tirik to`qimalarning atom va molekulalarining ionlashtirishdan iborat bo`ladi.
Ionlarning aktivligi o`zgacha bo`lganligi uchun sog` organizmda salbiy ta’sir ko`rsatuvchi ximiyaviy birikmalar vujudga keladi. Yadroviy nurlanish, xususan neytronlar ta’sirida ba’zi murakkab molekulalar, birinchi navbatda ilik, so`ngra on hosil bo`lish jarayoni, ayniqsa, markaziy nerv sistemasining to`qimalari zararlanadi, ovqat xazm qilish yo`li va jinsiy a’zolarning xujayralari ham shikastlanadi.
Hozirgi paytda «Тokaman» magnit o`ramli toroidal kamera yordamida xalqaro hamkorlik asosida boshqariladigan termoyadroviy reaksiyani amalga oshirish bo`yicha izlanishlar olib borilmoda.
Elementar zarralar. Elemetar zarralar materiyaning eng kichik zarrachalari bo`lib ular maydonlar bilan o`zaro ta’sir etganda o`zini mustaqil tuta oladilar. Elementar zarralarga: elektron, proton, neytron, foton, mezonlar, giperonlar, neytron va ularning ba’zilarining antizarralari kiradi.
Elementar zarralarni o`rganishdagi eng muxim qurol katta energiyaga ega bo`lgan kosmik nurlanishlar va tezlatgichlardir. Kosmik fazoni to`ldiruvchi yuqori energiyali stabil mikrozarralarga kosmik nurlar deyiladi. Kosmik nurlar birlamchi va ikkilamchi bo`ladi. Birlamchi kosmik nurlar asosan protonlardan iborat, bo`lib ularni energiyalari (10¹⁰-10¹⁹)ev. Bu kosmik nurlar Yer atmosferasiga yetib kelib ikkilamchi kosmik nurlarni vujudga keltiradi. Odatda 20 km dan quyiroq balandliklarda kosmik nurlar, aosan ikkilamchi nurlanishdan iborat bo`ladi. Ikkilamchi nurlanish zarrachalar jalasidan iborat bo`lib bu jala 1928 yilda akademik Skobelsin tomonidan Vilson kamerasi yordamida qayd qilingna. Dirak nazariyasiga asosan jala tarkibida musbat zaryadlangan elektron-pozitron mavjudligi isbot qilindi.
Pozitron elektronga qarama-qarshi zarradir. Elementar zarralarning hozirgi zamon nazariyasiga asosan hamma elementar zarralar o`zlarining qarama-qarshi juftlariga ega, masalan, elektron-pozitron, neytrino-antineytrino, proton-antiproton, neytron-antineytron. Agar ikki juft, ya’ni elektron-pozitron o`zaro to`qnashsa, bir-birini yemiradi (anniglyatsiyalanadi), natijada ikkala zarraning tinchligidagi massasiga to`g`ri keluvchi energiya ajralib chiqadi.
Zamonaviy tezlatigichlarda zarralarni yuqori energiyalargacha tezlatish imkoniyati elementar zarralarni o`rganishga keng sharoitlar yaratib beradi. Anttiproton va antineytronlarni kashf etilishi sinxrofazotronda yuqori energiyali protonlar oqimini hosil qilish bilan bog`liq. 1932 yilda elektronnning antizarrasi pozitron kuzatilgandan so`ng, barcha elementar zarralarning antizarralari ham bo`lishi lozim, degan fikr fizikada mustahkam o`rin oldi. 1955 yilda Semberlen va boshalar amalga oshirgan tajribada antiproton qayd qilindi. Antiproton proton bilan to`nashganda annigilyatsiyalanadi. 1956 yilda antneytron kashf qilindi. U nuklon bilan (ya’ni proton yoki neytron bilan) to`qnashganda annigilyatsiyalanishi mumkin.
Keyinchalik (1965-1966) eng oddiy yadrolar deyteriy va tritiylarning antiyadrolari antideyteriy va antitritiylar kuzatildi. 1973 yilda antigeliy yadrosi hosil qilindi.
Elementar zarralar asosan, fotonlar leptonlar, mezonlar va barionlar gruppasiga bo`linadi.
Fotonlar-elektromagnit nurlanish kvantlari bo`lib, zaryadlangan elementar zarralar bilan o`zaro ta’sir qiladi.
Leptonlar gruppasi neytrino, elektron va myu-mezon (manfiy ion) dan iborat bo`lib ular yengil zarralardir. Ular o`z-o`zlari va boshqa zarralar bilan o`zaro ta’sir qilishlari mumkin.
Mezonlar gruppasiga kirgan zarralarning (π mezon, π nol-mezon, ka-mezon, ka-nol mezon, η-mezon) massalari leptonlardan og`irroq lekin barionlarnikidan yengilro shuninig uchun ularni o`rta massali zarralar deyiladi.
Barionlar gruppasi nuklon va giperon kabi og`ir zarrachalarni birlashtiradi. Barionlar va mezonlar gruppalariga oid zarralarda kuchli o`zaro ta’sir namoyon bo`ladi. ba’zi zarralar bir vaqtning o`zida bir necha o`zaro ta’sirda qatnashishi mumkin.
E. Fermi 1952 yilda π-mezonlarning protonlarda sochilishini tekshirish jarayonida rezonanslar deb ataladigan zarralarni aniqlagan. Bu tajribada π-mezonlarning sochilish extimolligini ularning energiyasiga bog`liqligini ifodalovchi grafikda keskin maksimumlar kuzatiladi.
Hozirgi paytda olimlar ma’lum elementar zarralardan ham elementarro zarralar mavjud emasmikan? Degan savolga javob idirmodalar. Ba’zi nazoriyotcha fiziklarning fikricha tabiatda hali kashf qilinmagan zarralar mavjudki, bu zarralardan hozircha elementar deb atalayotgan zarralar tashkil topgandir.