28-mavzu. Atom va yadrosining tuzilishi va xossalari. Mikrozarralarning korpuskulyar-to‘lqin dualizmi

Yadroviy reaksiyalar

Ikki yadro yoki yadro va zarra bir-biri bilan 10^-15 m lar chamasiga yaqinlashganda yadroviy kuchlarning ta’siri tufayli o‘zaro intensiv ta’sirlashadi, natijada yadroviy o‘zgarishlar vujudga keladi. Bu jarayonlarni yadroviy reaksiya deb ataladi, yadroviy reaksiyani quyidagicha yozish mumkin:
_yoki (28.2.10)
bunda X – boshlang‘ich yadro, – reaksiyaga kirishuvchi zarra, - yadroviy reaksiyada ajralib chiquvchi zarra, U – yadroviy reaksiyada vujudga kelgan yadro, va zarralar – neytron, proton, alfa-zarra, gamma – kvant, yengil yadrolar yoki boshqa elementar zarralar bo‘lishi mumkin.
Birinchi yadroviy reaksiya Rezerford tomonidan azotni -zarralar bilan bombardimon qilish jarayonida kislorod va proton hosil qilib, amalga oshirilgan, ya’ni
(28.2.11)
yoki ixchamroq N¹⁴(,r)O¹⁷ (28.2.11a)
ko‘rinishda ifodalash mumkin.
Barcha yadro reaksiyalarida biror elementar zarracha (masalan, -foton) chiqadi. Ko‘pchilik yadro reaksiyalarining mahsulotlari ham radioaktivdir, ular sun’iy radioaktiv izotoplari deb ataladi. Sun’iy radioaktivlik hodisasini 1934 yilda fransuz fiziklari Frederik va Iren Jolio Kyurilar kashf qilishgan.
Fosfor ₁₅P³¹ ning neytronlarni qo‘shib olish reaksiyasi radioaktiv izotoplarni olishga misol bo‘ladi. Unday qo‘shib olishda -foton chiqadi va fosforning radioaktiv izotopi ₁₅P³²hosil bo‘ladi:
(28.2.12)
Fosfor izotopining yarim yemirilish davri T_1/2=14,3 kunga teng, -zarralarni chiqarish bilan boradigan izotop yadrosining yemirilishi ₁₆S³² oltingugurtni barqaror izotopining hosil bo‘lishiga olib keladi:
_. (28.2.13)
Yadroviy reaksiyalarda saqlanish qonunlarining bajarilishini ko‘raylik.
Yadroviy reaksiyaga kirishuvchi zarralarning umumiy zaryadi reaksiyada vujudga kelgan zarralarning umumiy zaryadiga teng.
Yadroviy reaksiyaga kirishayotgan zarralardagi nuklonlarning to‘liq soni reaksiyadan keyin ham saqlanadi, ya’ni reaksiyada hosil bo‘lgan zarralar nuklonlarining to‘liq soniga teng bo‘ladi (28.2.1-jadval).
28.2.1-jadval

Yadroviy reaksiya	Elektr zaryadi	Nuklonlar soni
H^14+O^17+P	7+2=8+1	14+4=17+1
H^2+H^2He^3+n	1+1=2+0	2+2=3+1
Li^7+PBe^7+n	3+1=4+0	7+1=7+1
S^32+nP^32+P	16+0=15+1	32+1=32+1
Be^9+2He^4+n	4+0=22+0	9+0=24+1

Yadroviy reaksiyalarda massaning saqlanish qonuni (va energiyaning saqlanish qonuni ham) bajariladi. U holda yadroviy reaksiyaga kirishayotgan zarralarning tinchlikdagi massalari (28.2.10) ga asosan m_x va m_adeb, reaksiyada vujudga kelgan zarralarnikini esa m_uva m_v deb belgilaylik. Ularning kinetik energiyalarini mos ravishda T_x, T , T_u, T_vdeb belgilaylik. Natijada reaksiyaga kirishayotgan zarralar to‘liq energiyalarning yig‘indisi reaksiyada vujudga kelgan zarralar to‘liq energiyalarning yig‘indisiga tengligini quyidagicha ifodalaymiz

.
Mos hadlarni guruhlasak, bu ifoda quyidagi

ko‘rinishgakeladi.
Yadroviyreaksiyadaajralibchiqadiganyokiyutiladiganenergiyanireaksiyaenergiyasidebataladi, ya’ni
_. (28.2.14)
AgarQ>0 bo‘lsa, zarralarkinetikenergiyasiningortishikuzatiladi. U holda (T_x+T_a) ning har qanday qiymatida ham ekzoenergetik reaksiya amalga oshadi.
Agar Q<0 bo‘lsa, endoenergetik reaksiya sodir bo‘ladi. Bunda zarralar kinetik energiyasining kamayuvi hisobiga ularning tinchlikdagi massalari ortadi. Shuning uchun reaksiyaga kirishayotgan zarralar kinetik energiyalari yetarlicha katta bo‘lishi, ya’ni
(T_x+T )=Q+(T_u+T_v)
shart bajarilishi kerak.

3.