Reja: 1. Tog‘ jinslaridagi radioaktiv nurlar.
2. Tog‘ jinslaridan radioaktiv nurlar sochilishi va ularning yutilishi.
3. Radioaktiv nurlanishning tog‘ jinslariga ta’siri.
Tog‘ jinsining radioaktiv xossasi – bu uning tabiiy radioaktivligi shuningdek γ-nurlari, neytronlar va boshqa zarralarning tashqi nurlanishini Yutishidir.
Tog‘ jinsi tarkibidagi mavjud minerallar yoki radioaktiv tarkibli elementlar (uran U, toriy Th, radiy Ra, poloniy Po) shuningdek radioaktiv kaliy (K40) izotoplari (kalsiy Sa, qalay Sn, tellur Te, volfram W, kobalt Co, reniy Re, vismut Bi) uning ta’biiy radioaktivligiga sabab bо‘ladi (1.1 jadval).
Umuman olganda radioaktivlik nima, qachondan bu atam ishlatila boshlandi degan savollarga javob topsak. 1896-yili fransuz olimi A. Bekkerel uran (U) tuzlari yaqinida turgan fotoplyonkalar kuyub yaroqsiz holga kelib qolganini guvohi bо‘ladi. Dastlab buni sababini anglamagan bо‘lsa-da, keyinchalik plyonkalar kuyib qolishining asosiy sababi uran tuzlari ekanini aniqladi. Xuddi shuningdek, uranning turli brikmalari yoki sof uran elementining о‘zi ham bir xil nomolum nurlar chiqarib fotoplyonka kuyishiga sababchi bо‘lar ekan. Uran elementi malekula holda, birikma tarkibida yoki yakka atom holda bо‘lishidan qat’iy nazar, bir xil nurlanar ekan. Bu nurlanish intensivligiga hech qanday tashqi ta’sirlar (bosim, temperatura, elektr va b.) о‘z ta’sirini kо‘rsatolmas ekan. Keyinchalik fotoplyonkani kо‘ydiradigan bunday nurlar boshqa elementlar (toriy Th, radiy Ra, poloniy Po) tomonidan ham chiqarilishini Per Kyuriy va Mariya Kyuriy-Skladovskiylar tomonidan aniqlandi.
Moddaning о‘z-о‘zidan (spontan) nur chiqarish hodisasiga radioaktivlik deyladi.
1.1 rasm.Radioaktiv nur dastasiga magnit maydonining ta’siri. Keyinchalik radioaktiv nurlarning kelib chiqish sababi, uning boshqa jismlarga ta’siri va xossalari keng о‘rganildi. Jumladan, radioaktiv nur
dastasiga magnit maydoni ta’sir ettirilganda bu dasta uchta dastaga ajralishi aniqlandi (1.1 rasm). Birinchi turdagi nurlar dastlabki yо‘nalishidan chap tomonga, ikkinchi turdagi nurlar о‘ng tomonga og‘ganligi va uchunchi turdagi nurlar esa og‘masdan tо‘g‘ri chiziq hosil qilganligi aniqlandi. Birinchi turdagi nurlar α-nurlar deb, ikkinchi turdagi nurlar β-nurlar deb va uchunchi turdagi nurlar γ-nurlar deb ataldi. Ma’lumki, magnit maydonida faqat zaryadli zarralar og‘adi. Bundan esa α- va β- nurlar qarama-qarshi ishorali zaryadlar oqimi, γ-nurlar esa zaryadsiz zarralar oqimi degan xulosa kelib chiqadi.
Shunday qilib, ba’zi bir tabiiy va sun’iy kimyoviy elementlar atomlarining о‘z-о‘zidan va zarralari va γ kvantlar chiqarib boshqa kimyoviy elementlar atomlariga aylanishiga radioaktivlik deyiladi. Bunda α nurlar geliy atomlarining yadrolari bо‘lib tezlik bilan chiqadi, β nurlar tez harakatlanuvchi elektronlar oqimi bо‘lib tezligi m/s dan 0.999 c ( yorug‘likning vakumdagi tezligi) tezlikgacha etadi, γ nurlari esa tо‘lqin uzunligi 0.1 -00.1 ( ) bо‘lgan elektr magnit tо‘lqinlaridan iborat. Ular massa va energiya kvantlari bilan xarakterlanadi.
Bundan tashqari bir qancha minerallar atrofdagi radioaktiv elementlar va uning izotoplaridan nurlanayotgan elementar zarralarni Yutish xossasiga ega. Tabiiyki tarkibida bunday minerallar mavjud tog‘ jinslarining radioaktivligi ortadi. Masalan, tuproq va tuproqli slanets radioaktiv nurlanishni Yutish xossasiga ega natijada chо‘kindi tog‘ jinslari orasida radioaktivligi Yuqori hisoblanadi.
Bizga ma’lum radioaktiv yadrolar о‘zidan biror zarralarni chiqarib boshqa yadroga aylanish jarayoni radioaktiv emirilish deyiladi. Bu jarayonda yadroning zaryadi va massasi soni о‘zgarishi yoki о‘zgarmasligi mumkin.
Atom α va β nurlarni chiqarib boshqa elementlarga aylanishiga α va β emirilish deyiladi. Bu emirilishlarning о‘zida γ nurlanish ham mavjud bо‘ladi.
Masalan Poloniy ( ) spontan emirilish natijasida о‘zidan α zarra ( ) chiqarib qо‘rg‘oshin ( ) zarrasiga aylanadi.
(1)
Yoki osmiy yadrosi spontan emirilish natijasida zarra yaniy elektron chiqarib iridiy yadrosiga aylanadi.
(2)
γ-kvant energiyasining tebranishi uning tо‘lqin uzunligiga bog‘liq bо‘lib 0.08·10-15 J dan 4.8·10-13 J gacha bо‘ladi. Masalan, kobalt ) izotopidagi γ-kvanti energiyasi 2.1·10-13 J ni tashkil qiladi.
γ-nurlarining biron-bir muhitdagi о‘tish xususiyati juda Yuqori bо‘lib tarqalish tezligi esa yorug‘lik tezligining 0.01% dan kamroq kо‘rsatkichni tashkil etadi. γ-nurlari radioaktivligi Yuqori bо‘lgan jinslarda zaifroq harakatlanadi. Masalan, kobaltda qо‘rg‘oshin yoki alYuminga qaraganda 2 marta о‘tuvchanlik xususiyati kamroq.
Tog‘ jinsining radioaktivlik miqdori uning solishtirma radioaktivlik parametri (R) bilan baholanadi.
Solishtirma radioaktivlik R - bu 1kg moddada 1sekund vaqt davomida parchalanadigan atomlar miqdori. Masalan radiyning (Ra) solishtirma radioaktivligi (R) ni tashkil etadi.
Tog‘ jinsida neytronlar oqimi va radioaktiv nurlarning Yutilishi nurlanish kо‘rsatkichi Yutilish va sochilish koyeffitsiyentlari bilan baholanadi.
γ-nurlar ma’lum bir moddadan о‘tganda Yutilishi va nurlanishi natijasida energiyasining bir qismini yо‘qotadi.
γ-nurlarining tо‘lqin uzunligi qanchalik kichgina bо‘lsa uning kvant energiyasi sezilarli darajada ortishi kuzatiladi. Shunga kо‘ra γ-nurlari va tog‘ jinsi zarralarining tasirlashish jarayonida tog‘ jinsida muxum fizik-ximyoviy о‘zgarishlar sodir bо‘ladi. Masalan osh tuzini uzoq vaqt γ-nurlari bilan nurlantirganimizda uning elektr о‘tkazuvchanligi avvaliga ortadi keyin esa bir teks pasayadi. Bundan tashqari osh tuzining issiqlik sig‘imi 35% gacha kamayishiga olib keladi. Nurlanishdan keyin tog‘ jinslarining issiqlik о‘tkazuvchanligi kamayadi, elektr о‘tkazuvchanligi oshadi. Grafit γ-nurlari bilan nurlantirilganda uning xarorati tekis pasayishini kuzatishimiz mumkin.
Sо‘ngi vaqtlarda tog‘ jinsini nafaqat γ-nurlar bilan balki turli mikrozarralar (asosan neytronlar) oqimi bilan nurlantirish bо‘yicha tadqiqotlar olib borilmoqda.
