Alfa parchalanish hodisasi

Альфа-емирилиш назарияси хақида

Альфа-емирилиш назарияси икки қисмдан иборат бўлиши керак.

1) Ядрода нуклонлардан a-зарраларнинг хосил бўлиш эхтимолияти.

1. 
   Хосил бўлган a-зарраларнинг ядродан чиқиш эхтимолияти.
   

Альфа-зарраларнинг ядрода хосил бўлиш эхтимолияти бўйича бирор аниқ илмий далил йўқ. Альфа-зарра емирилиш вақтидагина вужудга келади ва ядродан чиқиб кетади деб қаралади.
Иккинчи босқич a-зарранинг ядро кулон тўсигини енгиб чиқиш эхтимолияти хисобланади.
Альфа-емирилишда ядрода a-зарра тайёр холда турибди деб потенциал танлаймиз (4-расм). Ядродан ташқарида қисқа таъсир характерига эга бўлган ядро ўзаро таъсир кучи нолга қадар тез камайганлиги учун альфа-заррага фақат кулон потенциали таъсир этади:


(9)

бу ерда r-ядро билан a-зарра орасидаги масофа. r=R да кучли ўзаро таъсир ортиб кетиб потенциал эгри чизиқ кескин камаяди.

U

2Ze²/r



_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ T_a=E_a

T_a

0
R r

-U₀

4 -расм

Потенциал тўсиқ баландлиги ядро заряди ва радиусига боглиқ. Масалан, емирилишда кулон тўсиги

Альфа-емрилишда хосил бўлувчи альфа-зарраларнинг кинетик энергияси 4-9 МЭВ ораликда бўлгани учун классик физика нуктаи назаридан альфа-зарра потенциал тўсиқни енгиб, ядродан ташқарига чиқаолмайди. Альфа нурланишни тўлқин механикаси нуктаи назаридан туриб шархлаш мумкин. Мазкур механиқага кўра, нурланиш кўпинча модда тарзида, модда эса нурланиш тарзида намоён бўлади. Бу назарияга мувофик, альфа-зарралар харакати тўлқин харакат сифатида, потенциал тўсиқ доирасидаги бўшлик эса тўлқин кириб борадиган ношаффоф мухит тарзида таърифланиши мумкин, тўлқиннинг кириб бориш эхтимоллиги жуда кам, бирок у мавжуд. Ушбу эхтимоллик «ўтиш» учун зарур бўлган энергия ва зарранинг нисбий кинетик энергияси орасидаги фарқнинг камайиши билан нихоят тез, экспоненциал равишда ортиб боради. Энергияси потенциал тўсиқдан ўтиши учун зарур бўлган энергиядан кам бўлган зарра, гарчи тўсиқда хеч қонун тешик ёки туннель бўлмаса хам, гўё туннелдан ўтаётгандек бўлади.

Хақиқатда эса зарра қалин тўсиқ орқали ўтади. Бу эффект туннель эффекти деб аталади, бу эффект микродунё ходисаларига хосдир.
Огир ядроларнинг альфа-зарраларни нурлаши хам худди шу усулда рўй беради.
Масалани соддалаштириш учун 4-расмдаги потенциал тўсиқни кенглиги d ва баландлиги U₀ га тенг бўлган тўгри бурчакли потенциал тўсиқ билан алмаштирамиз (5-расм).
Тўгри бурчакли потенциал тўсиқ

ì 0 x<0 ва x>x₀

U=í
î U₀ 00

m-массали зарра Е_к0 бўлиб чапдан ўнгга харакат қилсин.

U₀

E_k _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ T_a

1 2 3
I II III

0 d х

5-расм
Стационар холатлар учун Шредингер тенгламаси

(10)


(11)

I обл. (12)

II обл. (13)

III обл. (14)

(12), (14) ечимини Y(х)=e^ikx (11) ни Y(х)=e^kx кўринишида излаймиз.

(14) I-III область учун


х=0 тушувчи қайтувчи тўлқин.
III обл.


b=0 фақат чапдан ўнгга харакат
II обл. (15)



потенциал тўсиқ тиниқлик коэффициенти ёки I-областдан III-областга ўтадиган зарралар миқдори ўтувчи ва тушувчи тўлқинлар эхтимолияти оқимлари зичликлари нисбатига тенг.
(16) Маълумки, тўлқин функция абсолют қийматининг квадрати фазонинг кўрилаётган нуқтасида зарранинг бўлиш эхтимолиятини ифодалайди. Бу ерда I ва III область тезликлари тенг деб олинган. v_I=v_III деб фараз қилсак А=1 тушувчи тўлқинни характерловчи коэффициент. Қолган коэффициентлар B, a, a, b бошлангич шартлардан топилади:


(14)ва (15) тенгламалар ечимини (16) га қўйсак шаффофлик коэффициенти келиб чиқади.
Потенциал тўсиқ исталган формада бўлиши мумкин, унда тўсиқ тўгри бурчакли тўсиқларга бўлиниб, элементар тўсиқлар учун олинган натижалар йигиндисига тенг. Уч ўлчовли фазо учун

Потенциал тусиқ 5 – расмда кўрсатилган потенциалдан иборат бўлса, у холда Д-қуйидагича кўринишни олади.

Бу ерда Е=Т_a, R-ядро радиуси, - эса U_к(r_Т)=Т_a шартидан топилади. -бўлиб a-зарра бурилиш нуқтаси радиусини ифодалайди.
Умумий холда a-зарра ядродан нолдан фаркланувчи орбитал момент (l¹0) билан чиқиши мумкин. У холда потенциал тўсиқ баландлиги факат кулон потенциалидан иборат бўлиб қолмасдан, у марказдан қочма потенциал тўсиқ хисобидан ортади.
U=U_к+U_mк
Марказдан қочма потенциал тўсиқ баландлиги:
(16) формула билан аниқланади.
Яна Альфа-емирилиш эхтимолияти вақт бирлигида a-зарралар-нинг ядро ички деворига урилиш частотаси -га хам боглиқ.
Ядро ичида “тайёр бўлган” a-зарра ўртача яшаш вақти t-вақт давомида ядронинг деворларига -марта урилади. Хар кетма-кет урилишда зарра 2R масофани ўтгани учун
(17)
бунда V-зарранинг тезлиги, R-ядро радиуси, Т_a-кинетик энергияга тугри келувчи V=10⁹ см/с деб олсак келиб чика-ди.
Альфа емирилиш эхтимолияти
(18)
Гейгер-Нэттоль формуласини эслатади. Бу ерда Р ядрода альфа хосил бўлиш эхтимолияти.
Альфа-емирилиш назарияси билан тажриба натижаларини таққослаш шуни кўрсатадики назария натижаси жуфт-жуфт ядроларнинг асосий холатлари орасида кўзатиладиган альфа ўтишларини яхши тушунтиради. Бундай ўтишлар шартли равишда рухсат этилган ўтишлар деб аталади.
Бошқа ядролар ва жуфт-жуфт ядродаги бошқа a-ўтишлар учун эса, тажрибада ўлчанган l нинг қиймати унинг назарий қийматидан бир неча тартибга камдир. Бундай a-ўтишлар тақиқланган ўтишлар деб аталади ва тажрибада ўлчанган ярим емирилиш даврининг назарий ярим емирилиш даврига нисбати тақиқланиш коэффициенти деб аталади.

Ток-жуфт ва жуфт-ток ядролар учун тақиқланиш коэффициенти F=100 ва ток-ток ядролар учун F=10³ бўлади.
Назария билан тажриба натижалари орасидаги фарқни тушунтириш учун назарий хисобларда альфа-зарра олиб кетган харакат миқдори моменти ролини хамда альфа-емирилувчи ядро электрон қобигининг альфа-емирилиш эхтимолиятига таъсирини ва х. эътиборга олиш лозим.
АДАБИЁТЛАР:

1. 
   Р.Б.Бекжонов. Атом ядроси ва зарралар физикаси. Т.1995. 1-боб, 84-116, 119-128 бетлар.
   
2. 
   К.Т.Тешабоев. Ядро ва элементар зарралар физикаси. Т.1992. 68-88 бетлар.
   
3. 
   К.Н.Мухин. Экспериментальная ядерная физика. Т.1, М.1974. 165-206 ст.
   
4. 
   Ю.М.Широков. Н.П.Юдин. Ядерная физика. М.1980. 201-230 ст.
   
5. 
   Д.С.Сивухин. Обўий курс физики. ч.2. М.1989. 62-86 ст.
   
6. 
   П.Е.Колпаков. Основқ ядерной физики. М. 1969, 200-234 бетлар.
   
7. 
   И.В.Ракабольская. Ядерная физика. 1971, 90-110 бетлар.