Atom yadrosi ya zarralar fizikasi

— (  6 , 6 f j yam  +  Myam  ~  M yam )^  ^   № yam 
П   1  П
71°
t 
1-t
1.1-rasm.
B undayalang‘och proton p 0ning magnit momenti  /л  -  \ m yam,  n *-mezon 
massasi proton massasidan 6,6 marta kichik bo‘ lgani uchun magnit momenti 
6,6 /л yomda  teng.  n0,  n  “-mezonlar  magnit  momentlari  nolga  teng.  (1.1.) 
form uladan  ko ‘rinib  turibdiki,  proton  o ‘rtacha  m agnit  momenti  yadro 
magnetonidan  katta.  Xuddi  shuningdek,  neytronning  magnit  momentini

---

ham  t  vaqt  ichida  yalang‘och  nQ va 
7
T°  -   mezon  buluti  va  (1 -/)  vaqtda 
yalong‘och pQ va  л-’-mezon bulutidan iborat deb qarash mumkin (1,2-rasm).
П 
71°
1.2-rasm.
\ 
Neytronning o ‘rtacha magnit momenti:
Й,  = (MPo 
+ 
+ / V  ) ( ! - / )   = (My,,„ - 6 , 6 Mya„,)t < 0 .  
(1.2)
Demak,  neytron  magnit  momenti  nol  bo‘lmasdan  m anfiy  (-1,91 / /  yam) 
boMishligi,  protonning  m agnit  m om enti  1  / /  yam boMmasdan  2,19 p  yam 
boMishligi tushinarli.
Erkin  h olatda  p -barqaro r,  w-esa  ra d io a k tiv   ~12  m in u td a n   keyin
n —> p  + P~  + v   yemiriladi.  Yadro  ichida  neytron,  protonlar  bir-biriga
o ‘tib turadi.  Proton va neytronlarning spinlari teng, massalari  deyarli teng, 
bir-birlariga uzviy almashinib turadi, yadro kuchlari ham teng bir xil zarralar 
hisoblanadi, bir so‘z bilan ular nuklon deb ataladi. N uklonlar uchun yadro 
kuchlari bir xil boMgan faqat elektromagnit maydonga nisbatan ikkita erkinlik 
darajasiga  ega  boMgan  aynan  bir  xil  (zaryadli  proton,  zaryadsiz  neytron) 
'  zarralardir.
Yadro kuchlari ta’sirida proton va neytronlar birikib, turli yadrolam i hosil 
qiladi.
Atom  yadrosining asosiy xususiyatlari. Atom yadrosi turg‘un (barqaror) 
yoki radioaktiv boMishi mumkin.  Bu yadrolar massa soni A, elektr zaryadi 
\   Z,  massasi  M,  m assasiga  bogMiq  toMa  bogManish  energiyasi  Eb,  radiusi 
(oMchami)  R,  spini  I,  magnit  momenti  / / ,  elektr  kvadrupol  m om enti  Q,

---

izotopik spini  T  va shu yadroning toMqin funksiyasiga xos boMgan juftligi 
n   bilan  xarakterlanadi.  Radioaktiv  yadrolar  yana  yemirilish  turi,  yarim
yemirilish  davri,  yemirilish  natijasida  hosil  boMgan  a ,   Y,(3nurlarning 
energiyasi  bilan  ham xarakterlanadi.
Atom yadrolari yana o ‘zlarining  energetik holatlari  bilan  xarakterlanib, 
eng  kichik  energiyali  holatiga  yadroning  asosiy  holati  va  undan  yuqori 
energiyaga ega boMgan holatlarga uyg‘ongan h o latlar deb ataladi. Yuqorida 
sanab  o ‘tilgan  yadro  xususiyatlarining deyarli  hammasi  yadroning  asosiy 
holatlari  uchun ham,  uyg‘ongan holatlari  uchun ham xosdir.  Massa soni A 
va zaryadi Z dan tashqari hamma xususiyatlari holat energiyasi o‘zgarganda 
o ‘zgarishi  mumkin.  U yg‘ongan  holatdagi  yadro  xususiyatlariga  yana 
yadron ing   bir  energetik  holatdan  ikkinchisiga  o ‘tish  usuli,  yadroviy 
reaksiyalar  ko‘rilganda  zarraning  yadro  bilan  yoki  yadrolarning  o ‘zaro 
ta ’sirlashish kesimi va yadroviy reaksiyalarda ajralgan energiya, ikkilamchi 
zarralarning burchak taqsimoti va boshqa kattaliklar bilan xarakterlanadi.
1.2-§. M assa soni, atom   yadrosining zary a d i va  massasi
Atom   yadrosi  proton  va  neytrondan  tashkil  topganligi  aniqlangach, 
protonlar  soni  Z va  neytronlar  soni  N  birgalikda  m assa  soni A  deb  atala 
boshlandi.  Bunda:  A  =  Z+N.  Barcha  yadroviy  reaksiyalarda  massa  soni 
saqlanadi.  Bunda  nuklonlar yoki  barion  soni  saqlanishi  deb  ham  ataladi.
Yadroni  belgilashda kimyoviy belgisi quyidagicha ifodalanadi: 
■
Bunda: X -  kimyoviy belgisi; A -  massa soni; Z -  yadro zaryadi.
Masalan,  ,H e , ^ O , U  , bunda geliyning massa soni -  4, zaryadi -  2,
neytronlari  -  2.  Kislorodda massa  soni -   16, zaryadi  -   8,  neytronlari -   8. 
Uranda massa soni -  235, zaryadi -  92, neytronlari -   143  ta.
M assa  soni  massa  atom  birligida  hisoblangan  yadro  massasidan  -1 %  
gacha farq qilishi mumkin.
Atom   yadrosining  yana  m uhim   xususiyati  zaryaddir.  Yadro  zaryadi 
yadroni tashkil etgan zarralar zaryadlari yigMndisiga teng boMishi kerak.
Yadro proton va neytronlardan iborat ekan, neytron zaiyadsiz neytral zarra. 
U holda yadro zaryadi protonlar zaryadlari yigMndisiga teng boMadi. Proton

---

zaryadi  musbat miqdor jihatdan elektron zaryadiga teng:  e  —  1,6-10-19 Kl. 
Shunday qilib,  tartib  nomeri  Z boMgan  biror element atomining yadrosi  Ze 
zaryadga ega.
Masalan:  \ H  —  vodorod yadrosi  uchun Z =   1, zaiyad m iqdori +*He —  geliy yadrosi uchun Z =  2, zaryad miqdori +2e;
'g О —  kislorod yadrosi uchun Z = 8,  zaryad miqdori +8e;
f 2U  —  uran yadrosi uchun Z = 92,  zaiyad miqdori +92e.
Yadro  zaryadi  yadroda  protonlar  sonini  xarakterlaydi,  lekin  yadroda 
zaryad taqsimotini  anglatmaydi.
Yadro zaryadi yadrodagi protonlar soniga o ‘z navbatida atom qobigMdagi 
e le k tro n   s o n ig a   (ato m   h a r  d o im   n e y tra l  boM gani  u c h u n )  yoki 
Mendeleyevning elementlar davriy sistemasidagi tartib raqam iga teng.
Yadro zaryadini aniqlashning ko‘pgina usullari mavjud:
1.  1913-yilda  kashf etilgan  ingliz  olim i  Mozli  qonuniga  k o ‘ra,  yadro 
zaryadi  ushbu  yadro  atomi  qobigMdan  chiqayotgan  xarakteristik  rentgen 
nurlar chastotasi  v   quyidagi  bogManishga ega:
4 ^ =
a z
-
b
-
Xarakteristik  rentgen  nurlanishi  atom ning  ichki  (masalan,  K,  L,  M  va 
h.k.) qobiqlarida hosil boMgan bo‘sh o ‘rin!ami yuqori qobiqdagi elektronlar 
egallaganda hosil  boMar edi. Nurlanish  seriyalardan  iborat boMib,  berilgan 
nurlanish  seriyasi  uchun  A  va  В  o ‘zgarm as  koeffitsientlar  elem ent  turiga 
bogMiq  emas.  Demak, A \ a .B  koeffitsientlar maMum  boMsa,  xarakteristik 
rentgen  nurlanish  chastotasini  ( к )   tajribada  oMchab,  elem entning  tartib 
nomeri Z ni aniqlash mumkin.
2.Atom yadrosining zaryadini  1920-yilda Chadvik qoMlagan  usul  bilan 
ham  aniqlash  mumkin.  Bunda  a -z a rra la rn in g   yupqa  m etall  yaproqcha 
(plyonka)lardan sochilishi  uchun Rezerford keltirib chiqargan  formuladan 
foydalaniladi:

---

bunda:  d N  -   Q  burchak  y o ‘nalishidagi  d f l   fazoviy  burchak  ichida 
sochilgan  a - z a r r a la r  soni:
N 0— zarralarning dastlabki  soni; 
n -  muhitning hajm birligidagi yadrolar soni; 
d - m u h i t  qalinligi.
Berilgan  radioaktiv  preparat  uchun  a-zarralarning tezligi  Q  m a’lum. 
Rezerford  tajribasi  (1.2.1)  formula  yordamida sochilgan  a-zarrachalarni 
hisoblab,  sochuvchi yadro zaryadini topish mumkin.
3. 
Elektr zaryadning miqdori barcha yadro jarayonlarda saqlanadi. Bunga 
elektr  zaryadning  saqlanish  qonuni  deb  ataladi.  Shunga  ko‘ra,  yadro 
reaksiyalar va yemirilishlarida zaryad  balansiga ko‘ra aniqlash mumkin.
Y adro m assasi.  Massa moddiy obyektning eng muhim xususiyatlardan 
biri  bo ‘lib, jismning  inersiya,  gravitatsiya  va  energiya  oMchamlari  boMib 
xizm at qiladi. Yadro massasi atom massasi birligida oMchanadi. M a’lumki, 
atom   neytral  holatda  boMadi.  B ir  m assa  atom   birligi  tariqasida  l2C 
massasining  1\12  qismi olingan.
1 m.ab. = — l2C = ———  = ------ -— =- = l,66-10-34g
12 
12  N
a
 
6,025  10
Eynshteyn  qarashiga  ko‘ra,  massa  bilan  energiya  orasidagi  bogManish 
qonuniga asosan har qanday M massali obyektga shu massaga mos E = me2 
energiya  va  aksincha,  E  energiyaga  M  =  Els2  tenglik  bilan  ifodalanuvchi 
m assa to ‘g‘ri keladi.
1  m.a.b.ga mos keluvchi  energiya
E = me2  = 1,66- 10'24g -9-Ю20 ~
 = 14,94-XQ^erg = 931,5 MeV.
s'
Yadro fizikasida massa va energiya e V (elektronvolt) larda oMchanadi. 
yoki
\eV = 4,8-lO-'°CGSE —  5  = 1,6- 10'12erg = 1,6- 10'19J :  
300
1  eV = l,6- 1(Г19 К1Л  F=1,6-10_1V
1  e V  dan katta birliklari keV,  MeV,  GeV va h.k.  Bunda:
1  ke V =  103 eV;

---

1  MeV =  106 eV;
1  GeV =  109 eV.
Nisbiylik nazariyasiga asosan  massa bilan tezlik orasidagi  bogManish: