Mustaqil ish guruh: Bajardi: Qabul qildi: Navoiy-2023 mavzu: Atom yadrosining tuzilishi. Massa defekti va yadro bog'lanish energiyasi

NAVOIY DAVLAT KONCHILIK VA TEXNOLOGIYALAR UNIVERSITETI
__________________________________________ FAKULTETI

____________________________________________
fanidan

MUSTAQIL ISH


Guruh: _________________________
Bajardi: _________________________
Qabul qildi: ______________________


Navoiy-2023


MAVZU: Atom yadrosining tuzilishi. Massa defekti va yadro bog'lanish energiyasi.
Reja:

1. 
   Atom yadrolari haqida umumiy ma’lumotlar.
   
2. 
   Yadrolarning o’lchami va zichligi.
   
3. 
   Atom yadrosining bog’lanish energiyasi va massa deffekti.
   
4. 
   Yadroning energiya holatlari.
   
5. 
   Yadro kuchlari. Yadro bo’linish reaksiyalari. Zanjir reaksiya.
   

Sobik Ittifok fizigi Y. I. Frenkel tomonidan taklif kilingan bulib, bu modelda atom yadrosi bilan suyuklikning zaryadlangan tomchisi urtasidagi tashki uxshashlik asos kilib olinadi. Bu uxshashlikka suyuklik tomchisidagi molekulalar uzaro ta’siri solishtirma energiyasining yakinligi, uzgarmas zichlik va boshka alomatlar asos kilib olinadi. Lekin ikkalasi orasidagi muxim fark shundan iboratki, yadro "suyukligi" kvant mexanikasi konunlariga buysunadi.

Yadroning tomchi modeli, yadro zaryadini uning massa soni bilan boglovchi, atom yadrosi turgunligini keltirib chikarishga imkon beradi. Bu model xatto yadroni parchalanish xodisasini tushuntirishga xam yordam beradi.
Bunday nuklonlar bir-biri bilan uzaro ta’sir kilmasdan xarakatlanadi, bu xarakat nuklonlar tamonidan xosil kilingan maydonda yuz beradi deb faraz kilinadi. Nuklonlar yadroda ma’lum energetik satxlarni xosil kiladi, ya’ni energiyaning ma’lum porsiyalariga (kvantlariga) ega buladi. Demak, uzlukli energetik satxlar xosil bulib, energiyalari bir-biriga yakin satxlar birlashib, yadro kobigini tashkil etadi. Yadroning energetik strukturasi atom elektron kobigi strukturasiga uxshashligi uchun yadroda kobik modeli kiritildi. Agar masalaga chukur karalsa, atomda elektronlar yadro atrofida, ya’ni markaziy maydonda xarakatlanadi, yadrodagi nuklonlar esa markaziy maydonda xarakat kilmay eng yakin masofada bir-biriga ta’sir etuvchi nuklonlar maydonida xarakatlanadi.
Yadroda energetik satxlarning ikki sistemasi mavjud: bittasi protonlarga, ikkinchisi neytronlarga tegishlidir. Bu satxlarni ikkalasini xam neytron va protonlar bir-biriga boglik bulmagan xolda ishgol kilishlari mumkin.
Bu model yadro bilan unga uchib kelib, uzaro ta’sir etuvchi zarrachalar, fotonlar orasidagi uzaro ta’sirni va yadro reaksiyalarini urganishda katta axamiyatga ega.
Nuklonning yadrodagi boglanish energiyasi deb, yadrodan nuklonni uzib olib cheksizlikka olib borish uchun sarf buladigan ish bilan ulchanadigan fizik kattalikka aytiladi. Yadroning boglanishini tula energiyasi deb esa yadroni tashkil etuvchi nuklonlarni

parchalash uchun sarf kilingan ish bilan ulchanadigan fizik kattalikka aytiladi. Mass-spektrometr yordamida yadro massasini aniklashdagi xisoblashlar shuni kursatadiki, yadroning tinch xolatdagi massasi, shu yadroni tashkil etuvchi nuklonlar tinch xolatdagi massalari yigindiisdan kichikligini kursatadi. Z-protonlar va A-Z- neytronlardan iborat bulgan massasi M bulgan yadro uchun massalar farki

m =Zmp+(A-Z)mn-M

(7)

bu yerda mp - va mn - tinch xolatdagi proton va neytronning massasi. Demak, m massa bilan aniklanuvchi energiya:

E_богл  mc²  Zm_p  A  Z m_n  M c² (8)

Yadroning massasi bilan massa soni orasidagi farkka massa defekti deyiladi. U  xarfi bilan belgilanib,

Ma-A (9)

orkali aniklaniladi. Massa defektidan foydalangan xolda yadroning boglanish
Massa defekti va tartib bilan joylashishi (upakovka) koeffitsenti xech kanday fizik ma’noga ega emas, fakatgina xisoblashni osonlashtirish maksadida kiritilgan kattaliklardir. Solishtirma boglanish energiyasini massa deffekti va tartib bilan joylashish koeffitsiyenti orkali kuyidagicha yozish mumkin:




1-rasm

Yadroning solishtirma boglanish energiyasi massa soniga boglik.

Shu boglanishni grafik ravishda kuyidagicha ifodalash mumkin

(6.1-rasm). Rasmdan kurinadiki, solishtirma boglanish energiyasi yengil yadrolar uchun tez ortib borsa, urtacha va ogir yadrolar uchun esa uzgarmasdan (kam uzgarib) kolar ekan. Yadrolarning urtacha solishtirma boglanish energiyasi  = 8 MeV ga teng.

Nuklonlar urtasidagi uzaro ta’sir kuchiga yadro kuchlari deyiladi. Yadro kuchlari asosan kuyidagi xossalarga ega:

1. 
   Yadro kuchlari kiska masofada ta’sir kiluvchi kuchlardir. Ularning ta’sir radiusi atom yadrosining radiusi tartibida, ya’ni -10^-15m
   

2. 
   Yadro kuchlari intensiv ta’sir etuvchi kuchlardir.
   

3. 
   Yadro kuchalari "tuyinish" xarakteriga ega. Bu degan suz yadro ichidagi tanlab olingan nuklon kolgan boshka xamma nuklonlar bilan ta’sirlashmasdan, fakat tanlab olingan nuklonlar bilan uzaro ta’sirlashadi.
   

4. 
   Yadro kuchlari markaziy kuchlar sistemasiga kirmaydi.
   

5. 
   Yadro kuchlari zaryad mikdoriga boglik bulmagan kuchdir, ya’ni proton-proton, proton-neytron, neytron-neytron urtasida bir xil kuch bilan ta’sir etadi.
   

6. 
   Yadro kuchlari nuklonlar spinlari yunalishiga boglik bulgan kuchlardir.
   

Yadroviy uzaro ta’sir nazariyasini rus fizigi akademik I. YE. Tamm yaratgan. 1935 yilda yapon fizigi X. Yukava yadro maydoni kvant xarakteriga ega ekanligini nazariy ravishda isbot kildi. Atom yadrosi uz uki atrofida aylanishi natijasida yuzaga keladigan xususiy xarakat mikdori momenti yadro sinishi deyiladi. Yadro sinishi, shu yadroni tashkil kiluvchi proton va neytronlar spinlarining vektor yigindisiga teng bulib, xar kaysi spin \2ga teng. Agar yadroda juft nuklonlar bulsa, spin yoki 0 ga teng, yoki butun sonli ga teng buladi. Agar yadroda nuklonlar tok bulsa, spin kasr sonlarda ifodalanadi. Yadroning spinini yadroning "uta nozik" strukturasi xodisasini urganish yuli bilan, magnit rezonans metodi va boshka metodlar bilan aniklash mumkin. Atom yadrosi xam magnit momentiga ega. Yadroning magnit momenti, yadroning Bor magnetoni orkali ifodalanadi. Yadroning bor magnetoni kuyidagicha topiladi:

bu yerda Mya — yadroni magnit momenti, I — uning spini, g — giromagnit kattalik deyiladi. Yadro kuchlari "almashish" yuli bilan nuklonlarga bulinadi, ya’ni ikkala zarracha bilan uzaro ta’sir energiyasi uchinchi zarrachaga berilishi bilan amalga oshadi.