Ma’ruza mavzu: atom tuzilishi. Mаvzu rеjаsi Radiaktivlik Yadro reaksiyalari

Радиоактивлик катори. Радиоактив мувозанат. Изотоплар.

Радиоактив элементларни урганиш натижасида туртта табиий радиоактив элементлар катори ажратилди. Улар уран, актино-уран, торий ва нептун катори элементларидир. Бу каторга тегишли элемент изотоплари, α ёки β заррачалар чикариб емирилишига асосланиб ухшаш хоссага эга изотоплар гурухланган. Дастлабки 3 каторда емирилиш норадиоактив кургошин изотоплари хосил булиб тугалланади. Агар элемент атом ядроси α заррача йукотса, массаси 4 бирликка ва ядро заряди 2 бирликка кам элемент изотопи олинади. Бунда элемент парчаланиб, тартиб номери узидан 2 ракамга кам (даврий системада чапга караб) элемент хосил булади. Агар изотоп атом ядроси узидан β заррача йукотса, бунда масса сони узгармай колган, лекин ядро заряди биртага ошган, яъни даврий системада тартиб раками 1 ракамга куп (унгга караб) элемент изотопи олинади.

α ва β емирилишларга мисол:


²²⁶Ra₈₈ - ⁴α ₂ → ²²²Rn₈₆; ²¹⁰Bi₈₃ - ⁰β₁^- → ²¹⁰Po₈₄
Маълумки радиоактив изотоплар хам парчаланиб, радиоактив емирилишга учраганда янги изотоплпр хосил булади. Бу жараёнлар маълум вакт ичида содир булади ва булар хам кимёвий реакциялар сингари мувозанат холатига эга. Радиоактив элементлар топилган хар хил конларда, шу элементлар таркибида хар хил парчаланиш махсулотлари аралашган булади ёки изотоплар мувозанатда булади. Масалан уран ва радий:
N(U)λ(U) = N(Ra)λ(Ra) ёки
=
N – элементлар микдори,
λ – изотоплар емирилиш константалари.
Бу вазият радиоактив мувозанат тенгламасини ифодалайди. Емирилиш константалари (λ)ни ярим емирилиш даври билан ифодаласак:
λ(U) = ва λ(Ra) = дан
= нисбатни оламиз.
Т_1/2 – ярим емирилиш даври.
Мисол . 1 г радий (Т_1/2(Ra) = 1620 йил) билан канча массадаги радон (Т_1/2(Rn) = 3,825 сутка) радиоактив мувозанатда булишини топинг.
Ечими:
дастлаб вакт бирлиги бир хил булиши керак:
3,825 сутка = 3,825/365 = 0,0105 йил; Т_1/2 (Rn) = 0,0105 йил;
дан:
N(Ra) = (Ar(Ra) = 226); N(Rn) = (Ar(Rn) = 222)
юкоридаги нисбатдан фойдаланиб:
;
Изотоплар табиатда кенг таркалган булиб, табиий изотоплар аралашмасидан ташкил топган. Табиий элемент изотопи нисбий атом массаси ана шу изотоплар моляр улушига караб хар хил фоиз микдорларда булади. Моляр улуш берилган модда микдорининг модданинг умумий микдорига нисбати тушунилади.
χ(А) – А модданинг моляр улуши; n(A) – А модданинг микдори;
n – моддаларнинг умумий микдори.
Агар А модда Б ва В изотоплар аралашмасидан иборат булса, умумий микдор куйидагича булади:
n(А) = n(Б) + n(В).
Мисол. Торийнинг емирилиш константаси йилига 5·10^-11 ни ташкил этади. 0,1 г торий секундига нечта α заррача чикариб емирилади?
Ечими: дастлаб емирилиш константасини секундга нисбатан хисоблаймиз:

0,1 г торий нечта атом саклашини топсак:
232 г торий ------- 6,02·10²³ та атом саклайди
0,1 г торий --------х та атомсаклайди
та атом саклайди.
Демак, 2,6·10²⁰ та атом саклаган торий (λ=1,58·10^-18 с^-1) нечта α заррача чикаришини хисоблаймиз:
N_α = N_Th·λ = 2,6·10²⁰·1,58·10^-18 = 410 та α заррача чикаради.
Мисол. Плутонийнинг ярим емирилиш даври 140 суткага тенг. Агар плутонийнинг бошлангич массаси 8 г га тенг булса, неча йилдан сунг бу микдорнинг 6,25% колади?
Ечими:
1-усул. 8 г микдорнинг 6,25%и 0,5 г булади.
m(t) = булса,
0,5 = 8· ; 0,5 = 8· ; 2^x·0,5 = 8·1^x (1^x = 1), демак
2^х = ; 2^x = 16; 2^x = 2⁴; x= 4 бундан
; t = T_1/2·4 = 140·4 = 560 сутка ёки 1 йил 195 сутка
2-усул. Агар массанинг 6,25%и колса
; t/Т_1/2 = х ни формулага куйиб,
1/0,0625 = (1/2)^х; 1/0,0625 = 1^х/2^х => 2^х·1/0,0625 = 1^х;
2^х = 1/0,0625 = 16; 2^х = 16; 2^х = 2⁴; х = 4 бундан
t = T_1/2·4 = 140·4 = 560 сутка ёки 1 йил 195 сутка.

Мисол. 1 г радий секундига 3,6·10¹⁰ та α заррача чикаради. Емирилиш константаси (λ)ни хисобланг.

Ечими:
1 г радийда нечта атом борлигини топамиз:
226 г радийда -------- 6,02·10²³ та атом бор
1 г радийда --------- х та атом бор
х = 6,02·10²³/226
Емирилиш константаси (секундига):

Демак, емирилиш константаси секундига 1,35·10^-11 га тенг. Агар йилга нисбатан олсак, унда 1 йил = 365 кун · 24 соат · 60 мин. ·60 сек = =3,15·10⁷ секунд. Бундан емирилиш константасини топамиз:
λ = 1,35·10^-11 · 3,15·10⁷ = 4,27·10^-4 йил^-1.
Мисол. Радоннинг емирилиш константаси 0,1813 га (йилига) тенг. 1г радон емирилишида 10 суткадан сунг канча массаси колади?
Ечими:
1-усул.
N = N₀e^-λt да колган радон массасини х билан белгилаймиз: