Alfa parchalanish hodisasi

Alfa parchalanish hodisasi

Режа:

1. 
   Радиоактивлик ходисасини тушунтириш. Радиоактивликнинг табиий ва сунъий турларини хамда радиоактивликнинг ташқи параметрларга боглиқ эмаслигини тушунтириш.
   
2. 
   Радиоактивлик қонунини ва уни характерловчи катталиклар
   

(l, Т_1/2, t) бу катталиклар орасидаги богланишларни тушунтириш.

3. 
   Радиоактивлик кечиқиш сабабларини тушунтириш.
   
4. 
   Альфа-емирилишнинг тажрибада аниқланган хусусиятлари. Альфа-емирилишда энергетик муносабатлар. Альфа-зарралар спектри. Альфа-емирилиш даврининг альфа-зарра энергиясига боглиқлиги.
   
5. 
   Альфа-емирилиш назарияси.
   

Alfa-Yemirilish

Alfa (α) - yemirilishning kashf etilish va uni o‘rganish tarixi Ernest Rezerford nomi bilan bog‘liq. α-yemirilish, α-zarra degan nomlari ham u taklif etgan. Bu voqea radioaktivlik kashf etilgandan keyin bir oz vaqt o‘tgach sodir bo‘ldi. O‘shanda Rezerford uran tuzlarining nurlanishini endi tekshira boshlagan edi. Tajribalar bu nurlanish bir jinsli emasligini ko‘rsatdi. Uning bir qismini yupqa alyuminiy folga yutar, boshqa qismi esa undan bemalol o‘tib ketar edi. Olim ularni mos ravishda α-va β-nurlar deb atadi. Biroz keyinroq nurlanishning yana bir tarkibiy qismi aniqlandi, u yunon alifbosining uchinchi harfi bilan γ-nurlar deb ataldi.
α-zarralar Rezerford uchun uzoq yillar davomida atom yadrolarini tekshirish uchun yagona qurol bo‘lib qoldi. α-zarralarining tabiatini aniqlashda ham u birinchi bo‘ldi. α-zarra har ikki elektronini yo‘qotgan geliy- 4 atomi yadrosi ekanligini aniqlandi: .
Ikkita proton va ikkita neytrondan iborat geliy-4 yadrosi eng oddiy va barqaror yadrolardan biridir. Undagi zarralar shunchalik mustahkam bog‘langanki, boshqa yadrolar energetik jihatdan α-zarralarga va ancha yengil yadroga parchalanib ketishi mumkin edi. Biroq bunday bo‘lmadi. Faqat og‘ir elementlar: uran, radiy, toriy va ba'zi boshqa elementlar radioaktiv yemiriladi.
Yadrolarning α-yemirilishga qarshi mustahkamligi g‘oyat qiziqarlidir, uni aniqlashda ham Rezerford ishtirok etdi. U birinchi bo‘lib, α-yemirilish mumtoz fizika qonunlariga ko‘ra mavjud bo‘lishi mumkin emasligiga e'tibor berdi. Haqiqatan ham, α-zarrani og‘ir yadro chiqaradi va u bunda 10 MeV dan ortiq bo‘lmagan kinetik energiyaga ega bo‘ladi. Endi zarra shunday energiya bilan orqaga, yadro ichiga kirmoqchi bo‘lganini faraz qilaylik, deb o‘yladi Rezerford. Bu mumkin emas ekan. U yadroga yaqin kela olmaydi va yadro kuchlari ta'siri sohasiga kira olmaydi, chunki bunga elektrostatik itarish kuchi xalaqit beradi.
Yadroga kirish uchun zarraning energiyasi biror kritik kattalikdan, ya'ni potensial to‘siqdan ortiq bo‘lishi kerak. To‘siq kattaligi B_α ni bunday baholash mumkin:

bunda eZ -yadro zaryadi, 2e - α-zarra zaryadi, R_yadro yadro radiusi. Uranga yaqin yadrolar uchun B_α ning qiymati 30 MeV bo‘ladi.
Demak, tabiat to‘g‘ri jarayonga ruxsat berib (α-yemirilish), teskarisini (zarraning yadroga kirishini) man etibdida? Ammo o‘sha davrgacha fiziklar uchratgan hamma hodisalarda, birinchi jarayonning mavjud bo‘lishi ikkinchisining mavjud bo‘lishini shart qilib qo‘yardi. Xuddi shu hol Rezerfordni ajablantirdi.
Bu muammoni esa kvant mexanikasi tushuntirib berdi. Klassik mexanikadan farqli ravishda u zarraning to‘siqdan o‘tishiga - tunnel o‘tishiga yo‘l qo‘yadi. Tunnel o‘tishi yordamida α-zarra og‘ir yadroga kirishi mumkin. U holda xuddi shunday o‘tish yordamida α-yemirilish ham amalga oshishi aniq bo‘ladi. Kvant mexanikasi to‘g‘ri va teskari jarayonlarning teng huquqli ekanini tikladi va α-yemirilish nazariyasining vujudga kelishiga imkon yaratdi.
Potensial to‘siqning balandligi va eni ortishi bilan tunnel o‘tish ehtimolligi juda tez kamayadi. U ko‘pchilik yadrolar uchun juda ham kichik va shuning uchun ularda α-yemirilish sodir bo‘lmaydi.
α-faol yadrolar uchun yarim yemirilish davri (yadrolar yarimining yemirilish davri) to‘siqning singdiruvchanligiga bog‘liq holda, juda keng oraliqlarda 7,13·10⁸ - yildan (uran-235 uchun) to 7,13·10⁻⁷ soniyagacha (poloniy-212 uchun) o‘zgaradi.
Tabiiy radioaktiv izotoplar uchun ?- zarralarning energiyasi 2-8 MeV oraliqda, tezligi 10⁷ m/s atrofida, havoda harakatlanishi (uchishi) esa bir necha santimetrdan iborat bo‘ladi.
Zamonaviy zaryadlangan zarralar tezlatkichlari - siklotronlar, fazotronlar - α-zarralarni yuqoridagidan yuzlab marta katta energiyagacha tezlatish mumkin.
Радиоактивлик вақтида бир ядро холатидан иккинчи ядро холатига ўтади, бу билан ядро ўз таркибида бўлган ва радиоактивлик вақтида вужудга келувчи зарралар (М: альфа, протон, бета,...) енгил ядролар хамда фотонларни чиқариши мумкин. Бунинг натижасида емирилаётган ядроларнинг таркиби ёки ички энергияси ўзгаради.
Радиоактивлик табиий шароитда рўй бериб қолмай, сунъий йўл билан хам хосил килиш мумкин. Аммо иккала радиоактивлик орасида фарқ йўқ. Радиоактивлик қонунлари радиоактив изотопнинг қандай олинишига боглиқ эмас.
Радиоактивлик ядронинг ички хусусияти бўлиб, хар бир ядро ўзига хос емирилиш тури, интенсивлигига эга. Радиоактивлик хусусияти ташқи таъсирларга (температура, босим, электр ёки магнит майдон) боглиқ эмас. Кўпгина радиоактив ядролар нишон ядрони турли тезлаштирилган зарралар билан бомбардимон қилишлик билан хосил қилинади.
Дастлабки радиоактив нурланишлар тахлили табиий радиоактивлик вақтида альфа, бета зарралар ва қисқа тўлқинли гамма фотонлар эканлигини кўрсатди.
1939 йилда Г.Н.Флеров, К.А.Петржаклар огир ядроларнинг (А=240) ўз-ўзидан иккита ўртача ядрога бўлинишлигини кашф этди.

Қайсики ядроларда протонлар сони ошиб кетишса бир протон, икки протон емирилиш мумкин. Г.Ф.Флеров 1963 йили протон емирилишини кўзатган.

Т_1/2=0,1с

Албатта протон емирилиш эхтимолияти ракобатлашувчи альфа ва бета-емирилишларга нисбатан жуда кичиқ бўлади.