Sh. X. Xushmurodov atom yadrosi va zarralar fizikasi

n +
->
2”U —
2HNp
— ^
2ЦРщ

23 min
l . i ku n

n + 2\\Th

2HTh

2l\ P a

2Ц и.

28 mill
27 кип

Tez neytronli reaktorlarga yoqilgM sifatida 238U (232Th) kam m iqdorda 239Pu (233U) aralashm asi jo ylash tirilad i. Reaktorda ajralgan energiya 239Pu boMinishdan hosil boMadi, 238U esa 239Pu hosil boMishi m anbayi hisoblanadi.

Solishtirm a bogManish energiyasining m assa so n iga bogMiqligidan m a’ lum ki, yengil yadrolarning qo‘shilishi natijasida yuz beradigan sintez reaksiya ekzotermik boMib, bu reaksiyalarda bitta nuklonga to‘g‘ri keluvchi

ajralgan energiya og‘ ir yadrolarning boMinishida ajralgan

energiyadan

ancha katta boMadi. Yengil yadrolarning qo‘ shilib

sintez

reaksiyasini

am alga oshirishi uchun musbat zaryadli ikki atom

yadrosini bir-biriga

yaqin lash tirish

ular orasidagi

kulon

itarilish

kuch in i

yengish

lozim .

Z aryadlari Z,e

va +Z2e boMgan ikki

yadro

o rasid ag i

kulon

to‘ sigM

balandligi:

Z Z e2

= .

Z Ze2

Z Z

(5.11.1)

иы =

| £ Ж = l2-ji£ M eV

4ле0Л{, 4щ ,г„А

A

v

’

ga teng boMadi. R 12 = Rj + R2 -

yadrolar orasidagi masofa, Rp R2 -

birinchi va ikkinchi yadro radiusi.
Kulon potensial to‘sigMni yengishga yetarli energiyaga ega boMishi

zarur.
S h un d ay	qilib , kinetik		en ergiyasi			ye tarli d arajad a katta boMgan
yad ro largin a	sintez	reaksiyasin i hosil				q ila o lad i. B unday yadrolarni
(reagentlarni) ju d a		yuqori	tem peraturagacha qizdirish hisobiga					olish
m um kin. A gar kerakli tem peratura				sintez reak siyasi jarayo n id a			hosil
boMadigan boMsa, u holda reaksiya				o‘z-o‘zini ta’ m inlaydigan boMadi.
Umuman olganda, kuchli			qizdirish	hozircha m a’ Ium boMgan yagona

uslubdir. Shuning uchun bu usul bilan hosil qilinadigan sintez reaksiyalarini term o yad ro reak siyalari deb ataladi.

Z arraning kinetik en ergiyasi b ilan harorati			o rasid a		q u yid agich a
bogManish mavjud:
T(grad) = 1,16 104 E(eV).					(5.11.2)
M asalan, ikki proton Kulon to‘sigM (5.11.1) gaaso san				1 M eV g ato ‘g ‘ri
k elsa, term oyadro reak siyasi yu z b erishi uchun T				=	1,16* 1010 AT
tem peraturagacha qizdirish	lozim . U Quyosh m arkazidagi haroratdan
taxminan 100 marta katta.
Term oyadroviy sintezni	issiq lik uslubi bilan	hosil		q ilish m um kin

em asdek ko‘rinadi. Lekin quyidagi ikkita m uhim om ilni hisobga olsak:

b irin ch id an , zarralarn in g e n e rg iy a bo‘y ic h a taqsim o ti M ak sv e ll

qonuniga bo‘ysu n ad i, y a ’ ni			b erilgan tem peraturada yad ro larn in g
m a’ lum qism i o ‘ rtacha energiyadan kattaroq energiyaga ega						boMadi.
Ikkinchidan, Kulon potensial			to‘ sigMdan energiyasi	kichik	E < Ukul
boMgan yadro lar ham	tunnel	effekti hisobiga kulon		bareridan o ‘tib
reaksiyaga kirish ish i	mumkin. Shuning uchun tabiatda term oyadro

reaksiyalari intensiv yuz beradi va Quyosh hamda boshqa yulduzlarning energiya m anbayi boMadi.

Sintez reaksiyasini reaksiyada qatnashadigan yadrolarni tezlatgichlar
yordam ida tezlashtirib keyin o‘zaro to‘qnashtirish yoMi bilan am alga oshirish kutilgan natijalarni bermadi. Bunda tezlatish uchun sarf boMgan energiya sintez natijasida ajralib chiqadigan energiyadan katta, bundan tashqari, sintez reaksiyalarining kesim i ionizatsiya kesim idan 8 — 9
tartibga kichik. Shuning uchun tezlatilgan yengil yadrolarning eng ko‘p qismi, sintez reaksiyasiga emas, balkim nishon atomlarini uyg‘otish va ionizatsiyaga sarflaydi.
Demak, hozircha termoyadro reaksiyasini olish uchun deyteriy-tritiy

reaksiyasidan foydalanish maqsadga muvofiq hisoblanadi:
*He + In + 1 7 ,6MeV.	(5.11.3)

Bu reaksiya Kulon to‘sigM kichik, past energiyada katta kesim ga ega. Bu reaksiyaning har bir nuklonga to‘g ‘ri keluvchi energiya chiqarishi

Я = . OgMr yadrolarning boMinishidagisi: q~ 1 MeV.

0. 
   J
   

K elajakda deyteriy - deyteriy reaksiyasi asosida sintez reaksiyasini hosil qilish moMjallangan:

2 rr 2 и\He+ ln + 3,25MeV;	(5114)
,H+.H—>
\H +lH + 4,03MeV.	1	;

(5 .11.3)reaksiyadan bu (5.11.4) reaksiyaning ko‘rsatgichlari birmuncha past, lekin (5.11.4) reaksiya ustunligi shundaki, ularda faqat deytronlar ishtirok etadi.

D eyteriyning yerdagi m anbayi tuganm as, chunki u okean suvidagi ham m a vodorodning 0,015% ni tashkil qiladi. 250 g suvdagi deyteriy

1 kg ko‘m ir yongandagi issiqlikn i beradi. O keanlardagi suv taxm inan

1,45- 1024kg, bu esa 6 -10181 ko‘ m irga ekvivalent. Bu esa Yer m assasi
(6 -10211) ning 10-3 qism iga teng.
Termoyadro boMinish reaksiyalaridan ham foydalanish mumkin:

\H + j'5 -> Ъ\Не + %,! MeV \	(5.11.5)
\H + I Li -► 2 \He + 1 7 ,3 Me V.	(5.11.6)

Bunday term oyadroviy reaksiyalardan so‘ng radioaktiv chiqindilar va neytronlar oqimidan iborat boMgan nurlanish hosil boMmaydi.

Yuqorida sintez reaksiyasi (5 .11.3) tritiy \H vad eyteriy 2{H

lar bilan

boMishligi m aqsadga m uvofiqligi ta’kidlandi. Tritiy radioaktiv yarim

yem irilish davri T |/2 = 12,3yiltab iiyho latdauchram aydi. SunMy ravishda

reaktorda vujudga keluvchi « -lar bilan ni nurlantirish bilan hosil qilinadi:

tLi + n -* ]H + * H e + A ,m eV .

(5.11.7)

Sintez reaksiyasi jarayonida ni hosil qilishlik uchun (5 .11.3) deytron-tritiy reaksiyasida vujudga kelgan я -lardan foydalanish lozim . Buning

uchun (5 .11.7) reaksiyaga ko‘ra, reaktor devorlarini litiy bilan o ‘rab qo‘yishlik lozim.
Bu qoplamaga litiy blanketi deyiladi. Shunday qilib, (d, t) reaksiyasida vujudga kelgan n reaktor devorlaridagi litiy 6Li bilan reaksiyaga kirishib, bevosita reaktorda tritiy 3H hosil qilinadi. 6Li o‘m iga asosiy izotopi olinsa

(tabiiy holda litiyn in g6L i- 7 ,5 2 % , 7L i - 92,18% tashkil etadi), endotermik reaksiya:

n + ]L i - » J #			+ 24He + n		- 2 ,5 MeV.
kuzatiladi.								(5.11.8)
Bu re a k siy a	en e rg iya jih a tid a n				n o q u lay		boM sada,	n ey tro n lam i
y o ‘ qotm asdan	tritiyn i	hosil q ilish		m um kin .		T abiatda		litiy zah irasi

istalgancha yetarli, shuning uchun aytish mumkinki, (d, t) reaksiyalari boMishligi faqatgina deyteriy m iqdoriga bogMiq.

5.11.1. Termoyadroviy reaksiya hosil bo‘lish shartlari
B arqaror term oyadro reak siyalari mavjud boMishi uchun plazm a temperaturasi T, konsentratsiyalari bir xil nil boMgan deyteriy va tritiy aralash m asidan ishchi hajm da t vaqt ushlab turish lozim . A lbatta termoyadro reaksiyalari ro‘y berayotganda ajralib chiqadigan energiya miqdori yonilgM aralashmasini qizdirish va boshqa isrofgarchiliklarga sarf boMayotgan energiya miqdoridan ortiq boMishi, buning uchun plazmaning zichligi ham yuqori boMishi lozim.
Hajm birligida sintez jaryonlar soni: