O’zbekiston respublikasi qishloq va suv xo’jaligi vazirligi samarqand qishloq xo’jalik instituti fizika va kimyo kafedrasi Fizika fanidan “Atom yadrosi tuzilishi” mavzusidagi ochiq ma’ruza darsiga ta’lim texnologiya tuzuvchi: E

Atom yadrosining bog’lanish energiyasi va massa defekti
Avval ta’kidlanganidek, atom yadrosidagi nuklonlar yadro kuchlari bilan mustahkam bog’langan. Bu bog’lanishni uzish uchun, ya’ni nuklonlarni to’la ajratib yuborish uchun ma’lum energiya miqdori sarflash (biror ish bajarish) zarur.
Yadroni tashkil qilgan nuklonlarni ajratib yuborish uchun zarur bo’lgan energiya yadroning bog’lanish energiyasi deb ataladi.

Bog’lanish energiyasining kattaligini energiyaning saqlanish qonuni hamda massa va energiyaning proporsionallik qonuni asosida aniqlash mumkin.

Energiyaning saqlanish qonuniga muvofiq, yadroda bog’langan nuklonlar energiyasi, ajratib yuborilgan nuklonlar energiyasidan yadroning bog’lanish energiyasi kattaligicha kam bo’lishi kerak. Boshqa tomondan, massa va energiyaning proporsionallik qonuniga asosan tizim energiyasi ga o’zgarganda, tizim massasi proporsional ravishda ga o’zgaradi:
(5)
Bunda yorug’likning vakuumdagi tezligi. Biz ko’rayotgan holda yadroning bog’lanish energiyasi dan iborat bo’lganidan, atom yadrosining massasi, yadroni tashkil qiluvchi nuklonlar massasi yig’indisidan yadroning massa defekti deb ataladigan kattalikka kam bo’lishi kerak. Agar yadroning massa defekti ma’lum bo’lsa, (10) formula bo’yicha shu yadroning bog’lanish energiyasi ni hisoblash mumkin.
Hozirgi vaqtda atom yadrolarining massalari mass-spektrograf yordamida juda katta aniqlik darajasi bilan topilgan, shuningdek, nuklonlarning massalari ham ma’lum. Bu istalgan yadroning massa defektini aniqlash va (10) formula bo’yicha yadroning bog’lanish energiyasini hisoblash imkonini beradi.

Bo’linish reaksiyasi. Zanjir reaksiya. Yadro reaktori
Bir kimyoviy elementning boshqa kimyoviy elementga aylanishi yadrodagi ichki jarayon, ya’ni atom yadrolari ichida ro’y beradigan o’zgarishlar sababli bo’ladi. Shu munosabat bilan atom yadrolariga ta’sir qilib, bir kimyoviy elementlarni boshqalariga sun’iy aylantirish uchun urinib ko’rildi. Bunday ta’sirning effektiv vositasi atom yadrolarini katta energiyali (bir necha milliondan o’n milliard elektron - voltlargacha) zarrachalar bilan bombardimon qilishdir.

Dastlab bombardimon qiluvchi zarrachalar sifatida radioaktiv nurlanishning - zarrachalaridan foydalanilgan. Keyinchalik, maxsus tezlatgichlarda, masalan, siklotronlarda juda katta tezlik (kinetik energiya) berilgan boshqa zarrachalarni ham qo’llanila boshlandi. Bundan tashqari endilikda yadro reaktorlarida hosil qilinadigan zaryadlangan va neytral zarrachalar oqimidan ham foydalaniladi.

Atom yadrolarining tez elementar zarrachalar (yoki boshqa atomlarning yadrolari) ta’siri sababli bo’ladigan aylanish jarayoni yadro reaksiyasi deb ataladi.

Birinchi sun’iy yadroviy reaksiyani 1919 yilda Rezerford amalga oshirdi, u azot atomlari yadrolarini kislorod izotopi yadrolariga aylantirdi; bombardimon qiluvchi zarrachalar sifatida tabiiy radioaktiv nurlanishning - zarrachalaridan foydalandi. Reaksiyani azot bilan to’ldirilgan Vilson kamerasida o’tkazildi. - yoritishdan keyin kameraning ishchi hajmida kislorod izotopi atomlari va vodorod atomi yadrolari, ya’ni protonlar hosil bo’ldi.

Neytronni payqashga olib kelgan yana bir yadro reaksiyasini (1932 yilda ingliz fizigi Chedvik o’tkazgan) qarab chiqaylik. Berilliy plastinkasini - zarralar bilan bombardimon qilganda berilliy yadrosi - zarrani o’ziga qo’shib oladi va n neytronni chiqarib, uglerod yadrosiga aylanadi:

(6)
Faqat uyg’ongan yadrogina ikki qismga bo’linishi yoki parchalanishi mumkin. Yadroni uyg’otish uchun masalan, uni zarralar yoki protonlar bilan otish (bombardimon qilish) usuli bilan unga yetarlicha energiya (uyg’onish energiyasi) sarflash zarur. Avval qayd qilinganidek, eng katta effektiv “snaryadlar” neytronlardir, chunki ular elektr jihatdan neytral bo’lgani uchun yadro tomonidan elektrostatik itarishga duch kelmaydi.
1938-1939 yillarda bir qancha olimlarning ishlari tufayli neytronlar bilan bombardimon qilinayotgan uran yadrosining bo’linish reaksiyasi kashf qilindi. Yadroning tomchi modeliga asoslanib, bu reaksiyani quyidagicha bayonlash mumkin.

Neytron ni o’ziga qo’shgan uran yadrosi uyg’ongan bo’lib qoladi va deformasiyalanadi. Agar uyg’onish unchalik katta bo’lmasa, u vaqtda yadro fotonlar yoki neytron chiqarish yo’li bilan oshiqcha enegiyadan ozod bo’lib, turg’un holiga qaytadi. Agar uyg’otish energiyasi yetarlicha katta bo’lsa, u vaqtda yadroda ikkiga bo’linayotgan suyuqlik tomchisining ikki qismi orasidagi cho’zilishga o’xshash cho’zilish (yoyilish) paydo bo’ladi.

Cho’zilayotgan yadroning juda ingichka qismida ta’sir qilayotgan yadro kuchlari endilikda yadroning bir xil ishorali zaryadlangan qismlarining kulon itarishish kuchlariga qarshi turolmaydi. Natijada cho’zilgan yadro uziladi va qarama-qarshi tomonga katta tezlik bilan uchib ketadigan ikkita (parchaga) yemiriladi. Bundan tashqari bo’linish momentida yadrodan