V BOB. YADROVIY R EA K SIY A LA R VA TE Z L A T G IC H L A R
5.1-§. Yadro reaksiyalari
Zarra bilan yadro yoki yadro bilan yadro yadroviy kuch ta’sir radiusi
(10_13^n?) qadar yaqinlashib, o ‘zaro ta ’sirlashishi
natijasida yadro turli
o ‘zgarishi yoki yadro zarralarining qayta taqsimlanishi mumkin. Yadroviy
reaksiya deb ataladigan bunday jarayonda yadro uyg‘onadi yoki yangi
zarralar hosil bo‘iadi.
Shunday qilib, yadroviy reaksiyani hosil qilish uchun yadrolami katta
energiyali zarralar yoki yadrolar bilan bombardimon qilish kerak. Bunday
yuqori energiyali zarralar radioaktiv yemirilishda hosil bo‘ladi. Masalan,
alfa-radioaktivyadrolaryemiri!ishda4-9 AfeFenergiyali alfa-zarralar oqimi
hosil bo‘ladi. Kosmik nurlar tarkibida juda katta energiyali zarralar ham
uchraydi. Lekin intensivligi kam b o ‘lganligi
uchun ulardan yadroviy
reaksiyalami amalga oshirishda foydalanib bo‘lmaydi.
Yadro va elementar zarralar xususiyatlarini keng o‘rganishlik uchun yuqori
energiyagacha tezlatib beruvchi tezlatgichlar yaratilishi ju d a muhim
hisoblanadi.
Hozirgi vaqtda yaratilgan tezlatgichlar yordamida turli xil reaksiyalar
o'tkazilmoqda.
5.2-§. Tezlatgichlar
Yadro tuzilishini o ‘rganish, yadro reaksiyalarini amalga oshirish hamda
elementar zarralar xususiyatlarini aniqlash va boshqa ko‘plab muammolami
hal qilish uchun yuqori energiyagacha tezlashtirilgan katta oqimdagi zarralar
dastasi talab etiladi.
T ezlatgichlar 1930-yiIlardan boshlab qurila boshlandi. D astlabki
tezlatgichlar energiyalari bir necha
MeV
bo‘lsa,
hozirgi vaqtda bir necha
GeV
energiyagacha yetkazildi. Zaryadli zarralami tezlatish odatda elektr
maydonda yoki elektr va magnit maydonlar birgalikda amalga oshiriladi.
Tezlatgichlar tezlashtiruvchi maydon turiga qarab zarralar oqimini
fokuslashi, tezlashtirilayotgan zarralar xili, erishgan energiyalariga ko‘ra,
turlicha nomlar bilan ataladi.
138
www.ziyouz.com kutubxonasi
To‘g ‘ri ta’sirli tezlatgichlar zarra tezlatuvchi maydonidan o ‘tishda bir
marotaba energiyasini oshirsa, ko‘p karrali ta’sirli tezlatgichlarda esa shu
maydondan zarra bir necha marotaba energiya orttirmasi oladi. Yuqori voltli
tezlatgichda energiya orttirm asi potensiallar ayirm asiga to ‘g ‘ri kelsa,
induksiyali tezlatgichda magnit oqimi o ‘zgarishiga mos keluvchi
uyurma
elektr maydoni rezonans tezlatgichlarda esa yuqori chastotali o ‘zgaruvchi
elektr maydon kattaliklariga mos keladi. Chiziqli tezlatgichlarda zarralar
to ‘g ‘ri chiziq bo ‘ylab harakatlansa, siklik tezlatgichlarda aylana yoki
spiralsimon harakatlanadi.
Tezlatgichlaming turlari 5.1-jadvalda keltirilgan.
U zluksiz oqim li tezlatg ich lard a zarralar oqim i o ‘zgarm as b o ‘lsa,
impulslilarida esa zarra dastasi m a’lum vaqt oralig‘ida tezlashtiriladi.
Odatda tezlashtirilgan zarralar qo‘zg ‘almas nishonga y o ‘naltiriladi.
Qarama-qarshi oqim da tezlashtirilganda o ‘zaro m assalar teng maTum
im pulsga ega b o ‘lgan zarralar b ir-b irig a qaram a-qarshi y o ‘nalishda
ta’sirlashadi.
Barcha tezlatgichlarda zarralarni tezlatish jarayonida fokuslab turishlik
lozim. K o‘ndalang radial va vertikal tekislik bo‘yicha
fokuslash magnit
maydonning radius bo‘yicha kamayib borishi bilan amalga oshiriladi. Bunda
139
www.ziyouz.com kutubxonasi
magnit maydonning pasayish darajasi 0 <
n
< 1 oralig'ida bo‘ladi. Bu xil
fokuslashga yum shoq (kuchsiz) fokuslash deb ataladi. Bu xil fokuslashda
vakuum kamera va magnit o ‘lchami otrib ketadi, natijada tezlatgich narxining
juda yuqori bo‘lishiga olib keladi. Juda yuqori energiyali tezlatgichlarda
kuchli fokuslash usuli qo‘llanilmoqda, bunda zarralar oqimi turli magnit
qismlaridan o‘tishda har xil ishorali katta gradient maydonga keladi. Zarralar
oqimi gorizontal va vertikal yo‘nalishlar bo‘yicha ketma-ket fokuslanib,
defokuslanadi.
Rezonans tezlatgichlarda zarralar oqimi bo‘ylama yo‘nalish bo‘yicha,
y a ’ni zarralar aylanish chatotasi bilan tezlashtiruvchi
elektr maydon
chastotalarining rezonansini ta’minlash elektr maydon chastotasini yoki
magnit maydonni vaqt bo‘yicha o‘zgartirishlik bilan amalga oshiriladi.
Tezlatgichlarda zarralar energiyasi va zarralar oqimi intensivligi muhim
xususiyati hisoblanadi. Intensivligi oqim toq kuchi I = qN bilan ifodalanadi.
Siklik tezlatgichlarda tezlashtiriladigan zarralartezlashtiruvchi maydonga
takror-takror kiritilib, energiyasini oshirib boradi.
Birinchi tezlatgichlardan siklotron 1930-yiIda Lourens (1901 — 1958)
tomonidan qurildi.
Siklotron (sxemasi 5.1-rasmda keltirilgan) ikkita
D v D2
duant, ionlar
manbayi, tezlashtiruvchi yuqori chastotali elektr kuchlanish manbayi, magnit
maydonlardan iborat. Duant magnit qutblari orasiga joylashtirilgan. Elektr
maydon duantlar uchlariga beriladi. Ion (zaryadli zarralar) ion manbayidan
chiqishi bilan duantning manfiy qutbiga tortilib,
energiyasini oshiradi, bu
ion m agnit maydon ta’sirida duant ichkarisida yarim aylana shaklida
aylanadi, yarim davr 772 oralig‘ida qarama-qarshi duant chegarasiga keladi,
bu paytda duant ishorasini o ‘zgartiradi, yana energiyasini oshiradi va h.k.
Shunday qilib, siklotronda ion (zarra) rezonans energiyasini orttirib borishi
uchun elektr maydon chastotasi ion (zarra)ning duant ichida aylanish
chastotasiga mos kelishi talab etiladi.
Siklotronda elektr maydon ion (zarra)ga tezlanish beradi:
F£ = eZE-107 dina,
(5.2.1)
bunda eZ - ion zaryadi, E - elektr maydon kuchlanganligi, magnit
maydoni esa ion (zarra) lami egadi (buradi):
FH = 0 , l e Z $ H ,
(5.2.2)
140
www.ziyouz.com kutubxonasi
bunda 0 - zarra tezligi, H - magnit maydon kuchlanganligi.
M a'lum ki, egri chiziqli harakatda markazdan qochma kuch vujudga
keladi:
F
mq
m 3 2
R
(5.2.3)
Tezlashtirilayotgan ion (zarra) orbitada aylanib energiyasini oshirib
borishligi uchun (5.2.2) va (5.23) kuchlar o ‘zaro teng bo‘lishi kerak:
Yuqori chaslolali kuchianish manhai
5.1-rasm. Siklotron. Siklotronda ionlar harakati.
Do'stlaringiz bilan baham: