Mualliflar: Abduraxmanov. P., fizika-matematika fanlari doktori, professor, Egamov U., fizika-matematika fanlari

476

XIII BOB. ATOM FIZIKASI

145 - §. Atom yadrosi


Tabiatdagi xamma moddalar atomlardan tashkil topgan bo`lib, ular elektron va atom yadrosidan iboratdir. Atom yadrosining zaryadi, massasi, spini va yadro magnit momenti uning asosiy xarakteristikalari deb xisoblanadi. Atom yadrosi proton va neytronlardan iborat bulib, bular yadro nuklonlari deyiladi. Atomlar neytral zarracha ekanligini e’tiborga olsak, ularda nechta proton, ya’ni musbat zarracha bo’lsa, yadro atrofida xuddi shuncha elektron bulishi kerak.
Yadrodagi nuklonlar - proton (r) musbat va neytron (n) esa neytral, ya’ni zaryadsiz zarrachalardir. Protonning zaryad mikdori
elektron zaryadiga teng bulib q_p -1,6 • 10 ¹⁹ Kl ga tengdir. Erkin xolda proton barkaror musbat zarrachadir. Atom massasini massaning atom birliklarida (m.a.b.) ulchash ancha kulaydir. Uglerod (¹₆²C) atomining 1/12 massasi, massaning atom birligi sifatida kabul kilingan.
Protonning massasi
t - 1,6726 -10^_27kg - 1,0072m.ab. - 938,7Mev
^p


Bu massa elektron massasidan 1836 marta kattadir (m_p= 1836 m_e).


va xususiy magnit momentiga egass_r -+2,79^_ya.


Proton spinga
!^ya






yadroning magnit momenti deb ataladi va uning magnetoni
M
^ya ^- 2t Bor magnetonidan 1836,5 marta kichikdir.


Neytron elektr


zaryadga


ega


emas,


massasi


t„


1,6749-10 ²⁷kg-1,0086 m.a.b. ga teng va proton massasidan biroz


kattarokdir. Proton kabi, neytronning spini


va xususiy


magnit momenti -1,91 ga teng (bu erda manfiy ishora xususiy mexanik va magnit momentlarining yunalishlari karama - karshi ekanligini kursatadi).


477




Neytron erkin xolatda bekaror (radioaktiv) zarracha bulib, uning yarim emirilish davri -12 min ga teng, u uz - uzidan bulinib, parchalanib ketadi:
n ^ p + e^_+;~, (145.1)
Parchalanish natijasida 1 ta proton, 1 ta elektron va 1ta antineytrino xosil bo’ladi. Neytrino juda kichik zarracha bulib, neytronga uxshash zaryadsizdir.
YAdrodagi protonlar soni +Ze, yadroning zaryadlar sonini xam belgilaydi. Z - Mendeleev davriy tizimida ximiyaviy elementning tartib nomerini yoki yadrosining zaryadlar sonini kursatadi.
YAdrodagi nuklonlar soni A bilan belgilanadi va yadroning massa soni deb ataladi. Neytronlar soni N = A - Z orkali aniklanadi.
YAdrolar _ZX - simvol bilan kursatiladi. X - ximiyaviy elementning simolidir.
YAdrolardagi nuklonlarning tarkibiga karab yadrolar 4 ta guruxga bulinadilar.

1. 
   Zaryadlar soni bir xil, neytronlar soni xar xil bulgan yadrolar izotoplar deyiladi. Masalan: vodorodning 3 ta izotopi bor
   

1. 
   X¹ - odatdagi vodorod ba’zan protiy deb ataladi (Z = 1, N = 0) . i X²
   

• 
  ogir vodorod yoki deyteriy (Z = 1, N = 1), ₁X³ - (Z = 1, N = 2) esa tritiy deb ataladi.
  

Kislorodning 3 ta izotopi bor 8⁰¹⁶, 8^O , 8⁰¹⁸.

2. 
   Massalar soni bir xil, zaryad va neytronlar soni xar xil bulgan yadrolar izobarlar deyiladi. Misol kilib massa soni bir xil
   

J ⁴⁰ ^40
bulgan 18 r va 18^Ca larni kursatish mumkin.

3. 
   Neytronlar soni N bir xil, zaryad va massalar soni xar xil
   

13 AT 14
bulgan yadrolar izotonlar deyiladi. Masalan 6^C .17^N bularda neytronlar soni N = 7 tengdir.

4. 
   Zaryad (Z) va massalar (A) sonlari bir xil bulib, yarim
   

emirilish davrlari xar xil bulgan yadrolar izomerlar deyiladi.
80
Masalan: 35^Br yadrosining 2 ta izomerlari bor, bularning yarim emirilish davrlari G₁=18 min. va 4,4 soat ga tengdir.


478

Yadro juda kichik zarrachadir. Yadroning radiusi:

deb faraz kilib, massasini bilgan xolda, zichligini xisoblab kurish mumkin:


Bu nixoyatda katta kiymat bulib, bunday zichlikni tasavvur kilish juda kiyin. Solishtirish uchun tabiatda uchraydigan ba’zi zichligi eng


21,45-10³ kg/m³ va iridiy 22,42-10³kg/m³. Tabiatda Z soni 1 dan 92 gacha bulgan elementlar uchraydi (texnitsiy T_s Z = 43 va prometiy P_m Z = 61 lardan tashkari).
Xrzirgi vaktda, tabiatda uchraydigan elementlardan tashkari, jami Z = 117 gacha bulgan elementlar aniklangan bulib, ularning barchasi sun’iy yul bilan olingan.
Massa defekti va bog`lanish energiyasi
Atom yadrosi juda murakkab tuzilishga ega bulganligi uchun aloxida qonuniyatlarga buysunadi. Shulardan biri, aloxida nuklonlar massalarining yigindisi xar doim shuncha nuklonli yadro massasidan katta bo’ladi ya’ni:


Bu massa farqi - massa defekti nomini olgan bulib yadro


R = 1,3 • 10 ¹⁵ A ¹³ m ga teng. Ushbu ifodaga kura yadroni shar shaklida






(145.3)


Bu erda ^M _ya = ^m_n^A, m_n - neytron massasidir. U xolda:






1,673 -10"²⁷


(145.4)


₃
katta bulgan moddalarni keltiramiz: kurgoshin 11,34 kg/m , simob 14,9-10³kg/m³ , uran 18,7-10³kg/m³, oltin 19,3-10³kg/m³ , platina


Am = Zm_p + (A- Z) m_n-M _ya ,


(145.5)


2
shakllanishida massaning bir qismi boglanish energiyasiga (W = mc )
aylanib ketishini kursatadi.
Demak, yadro nuklonlarining boglanish energiyasi:


479

AW = Amc² = c²j Zm_p +(A-Z)m_w ]-Ы_yaJ , (145.6)

kurinishida yoziladi. Bu energiyani yakkolrok tasavvur kilish uchun geliy (₂ He⁴) yadrosining boglanish energiyasini disoblab kuramiz:
J_bog = [2• 938,7 + 2• 939,5 ]-3728,0 = 28,4MeV , (145.7)
bu yadroda (Ne) bitta nuklonga mos kelgan boglanish energiyasi