Ix bob. Ionlashtiruvchi nurlanishlar va ularning xususiyatlari

Ionlashtiruvchi nurlanishlar ko‘rinishlari.Radioaktivlik jarayonlarini o‘rganishda shuni ta’kidlash kerakki, har xil zarralarning nurlanishi va γ nurlanishlar hamda bir element yadrosini boshqa element yadrosiga aylanishi o‘z-o‘zidan siljish qoidasi asosida ro‘y beradi. Radioaktiv nurlanishlar o‘z tarkibiga ko‘ra murakkab bo‘lib, -nurlar, β-nurlar, γ-nurlarga bo‘linadi (55-rasm).


55-rasm. Alfa, beta va gamma nurlarning magnit maydonida og‘ishi.
1.Alfa nurlar elektr va magnit maydonlarida og‘adi. Bu nurlar-zarrachalar deb ataladigan geliy atomi yadrolari oqimidan iborat. Uning zaryadi +2e ta elementar musbat zaryadga ega bo‘lib, zaryadi 2 ta elektron zaryadiga teng. Alfa zarralar radioaktiv elementlar yadrolaridan 14000-20000 km/sek tezlikda uchib chiqadi va 4-9 Mev kinetik energiyaga ega bo‘ladi. α-zarracha moddalar orqali o‘tishda ularni ionlashtiradi (modda atomlaridan elektronlarni urib chiqaradi). – zarracha o‘z energiyasini ionlashga sarflab to‘xtaydi; bunda u moddada mavjud bo‘lgan erkin elektronlardan ikkita elektronni o‘ziga biriktirib oladi va geliy atomiga aylanadi; α-zarrachaning havoda (normal bosim sharoitida) o‘tgan yo‘li 3-9 sm ni tashkil etadi va bu masofada 100000-250000 zarrachani ionlashtirib ulguradi. α-nurlar qalinligi 0,06 mkm bo‘lgan alyuminiy qatlamda yoki qalinligi 0,12 mkm li biologik to‘qimada butunlay yutilib ketadi.

2.β-nurlar elektr va magnit maydonida og‘adi, ular tezligi katta bo‘lgan(160000 km/sek) elektronlar oqimidan iborat bo‘lib, β-zarrachalar deyiladi. β zarrachaning massasi α zarrachanikidan 7350 marta kichik bo‘lib elektron massasiga teng. β zarracha energiyasi 10^-2 Mev dan 10^-15 Mev gacha bo‘ladi. β zarrachaning massasi juda kichik bo‘lib elektron massasiga teng, o‘rtacha tezligi katta va bitta elementar zaryaddan iborat bo‘lganligi uchun ionlashtirish qobiliyati zarrachanikidan 100 marta kichik.

3.γ-nurlar chastotasi juda katta 10²⁰ Gs, to‘lqin uzunligi esa juda qisqa bo‘lganfotonlar oqimidan iborat bo‘lib, energiyasi 1 Mev atrofida bo‘ladi. γ- nurlar qattiq elektromagnit nurlar bo‘lib, parametrlari rentgen nurlariga o‘xshaydi. Bu nurlar elektr va magnit maydonlarida og‘maydi va yorug‘lik tezligi bilan tarqaladi. γ –nurlar rentgen nurlaridan farq qilib atom yadrosidan uchib chiqadi (56-rasm). γ – nurlarning yutilishiga asosan quyidagi 3 ta: fotoeffekt, kompton effekti va elektron-pozitron juftligini hosil bo‘lishi sabab bo‘ladi. γ – nurlarning ionlashtirish qobiliyati unchalik katta emas, u havoda 100 juft ionga (1 sm o‘tganda 1-2 ta ion) to‘g‘ri keladi. Gamma nurlar o‘ta o‘tuvchan nurlar bo‘lib qalinligi bir necha yuz metr havo qatlamidan o‘tib ketadi.

Radioaktiv nurlanishlar og‘ir kimyoviy elementlarning ko‘pchiligiga xos bo‘lib qolmasdan aktiniy, toriy, poloniy va radiyga ham xosdir. Bu nurlanishlar atomlarning elektron qobiqlaridan emas balki yadrolardan uzib chiqishini ta’kidlash kerak. Radioaktiv emirilishi nurlanayotgan element atomlarining boshqa element atomlariga aylanishiga olib keladi.

β- emirilishi vaqtida radioaktiv element massa sonini o‘zgartirmagan holda tartib raqami bir raqamga katta bo‘lgan boshqa elementga aylanadi. Boshqacha aytganda β emirilishda element davriy sistemasida massa sonini o‘zgartirmasdan o‘ngga bir raqamga siljiydi, protonlar soni bittaga ko‘payadi bu quyidagicha yoziladi:

(1)

(2)

–zarrachani chiqarishda yadro zaryadi 2 ga massa soni esa 4 ga kamayadi, demak bunday emirilishda element davriy sistemasida massa soni 4 ga kamayib, chapga ikki raqamga siljiydi:

(3)

(4)

(1) va (3) siljish qonuni deyiladi [7].

YAdroning alfa va beta emirilishi uchun quyidagi energiyaviy shartlar bajarilishi lozim [6].

Istalgan yadro emirilganda quyidagi energiya ajralib chiqadi:

<sub>(5)

Bu erda -ona yadro energiyasi, -hosilaviy yadro energiyasi, -yadro emirilishida hosil bo‘lgan barcha zarralarning yig‘indi energiyasi. YUqorida aytilganlarga ko‘ra alfa emirilishda quyidagi energiya ajralib chiqadi.

(6)

Bu erda va - mos ravishda alfa zarra va hosilaviy yadrolar kinetik energiyalari.

Beta elektron emirilish energiyasi quyidagiga teng bo‘ladi:

(7)

Beta pozitron emirilishida hosil bo‘lgan energiya .

(8)

bu erda va - mos ravishda elektron va pozitronning massasidan iborat.</sub>