Sharof rashidov nomidagi

Boʻlinish va termoyadroviy reaksiyalar.
Yadro bo‘linish reaksiyasiYadroning bo‘linish tarixi E.Fermi va uning izdoshlarining 1934-yilda uran yadrosini neytronlar bilan bombardimon qilish bo'yicha o’tkazgan tajribalaridan boshlanadi. Ular zaiyadsiz neytron uchun kulon to‘sig‘i yo‘qligi sababli og‘ir yadrolami neytron bilan bombardimon qilib nishon yadroni neytronlar bilan boyitish bu yadrolar o‘z navbatida radioaktiv boMib, b'-emirilish bilan zaryadini bittaga oshirishi, shu yo‘l bilan davriy sistemada uran elementidan keyin joylashgan transuran elementlarini hosil qilish maqsad qilib qo‘yilgan edi. Haqiqatda esa, ular boMinish parchalarini (yarim yemirilish davrlari: T|/2 = 13 min., T ,/2 = 90 min.) kuzatdilar.Ko‘pyillik muntazam izlanishlar olib borib 1939-yilda O.Gan (1879 — 1968), Lize Meytner (1878 — 1968) va Shtrassman (1902 — 1980) E.Fermi tajribalarini takrorlab, bunday reaksiya natijasida boshIang‘ich yadro o‘zidan anchayengil elementlarga parchalanishini ko‘rsatdilar.I.Kyuri va P.Savich (1909-y.t.) yuqoridagi reaksiyalarda radioaktiv lantanning, O.Gan va Shtrassmanlar radioaktiv bariy elementining hosil boMishini aniqladilar.Bu tajriba natijalarini tahlil qilib, 1939-yilda Meytner va O.Frish (1904— 1979) neytronlarta’siridauran yadrosi ikki boMakkaajralishi kerak, degan fikrga keldilar. Bu fikr keyinchalik tasdiqlandi va bu jarayon yadroning boMinishi degan nomni oldi.L.Meytner va Frishlar yadro boMinishini tomchi modeliga ko‘ra, tushuntirishga harakat qildilar. 1939-yildaN.Bor, D.Uiler (1911) bulardan mustaqil Ya.I.Frenkel (1894— 1952) yadro boMinish mexanizmini tomchi modeli asosida tushuntirib berdilar.Nishon yadro neytron ta’sirida uyg‘ongan holatga o‘tadi va yadro suyuqlik tomchisida kuchli tebranishlar yuzaga keladi. Bunday tebranishlar yadrodagi zaryadlangan protonlar o‘rtasidagi kulon itarishish kuchlari bilan yadroni barqaror holatga qaytaruvchi sirt taranglik kuchlari tufayli vujudga keladi.Solishtirm a bogManish energiyasining massa soniga bog’liqligidan ma’lumki, yengil yadrolarning qo‘shilishi n atijasida yuz beradigan sintez reaksiya ekzotermik bolib, bu reaksiyalarda bitta nuklonga to‘g ‘ri keluvchi ajralgan energiya og‘ ir yadrolarning boMinishida ajralgan energiyadan ancha katta boMadi. Yengil yadrolarning qo‘ sh ilib sintez reaksiyasini am alga oshirishi uchun musbat zaryadli ikki atom yadrosini bir-biriga yaq in lash tirish ular orasidagi kulon itarilish kuchini yengish lozim . Z aryad lari Z,e va +Ze boMgan ikki yadro o rasid ag i kulon to ‘ sigi balandligi:R 12 = Rj + R2 - yadrolar orasidagi masofa, Rp R2 -birinchi va ikkinchi yadro radiusi.Kulon potensial to‘sigMni yen gish ga yetarli en ergiyaga ega boMishi zarur.S h u n d ay q ilib , kin etik en e rg iyasi y e tarli d a ra ja d a katta boMgan yad ro largin a sintez reak siyasin i hosil q ila o lad i. B u n d ay yadrolarni (reagen tlarn i) ju d a yuqori tem peraturagacha q izd irish hisobiga olish m um kin. A gar kerakli tem peratura sintez reaksiyasi jarayonida hosil bo’ladigan bo’lsa, u holda reaksiya o‘z-o‘zini ta’ minlaydigan bo’ladi. Umuman olganda, kuchli qizdirish hozircha ma’ lum bo’lgan yagona uslubdir. Shuning uchun bu usul bilan hosil qilinadigan sintez reaksiyalarini termo yadro reaksiyala ri deb ataladi.Zarraning kinetik energiyasi bilan harorati orasid a quyidagicha bog’lanish mavjud:T(grad) = 1,16 104 E(eV). (5.11.2)M asalan, ikki proton Kulon to‘sig’ (5.11.1) g aaso san 1 M eV g a to ‘g ‘ri k elsa, term oyadro reak siyasi yuz berish i uchun T = 1,16* 1010 AT tem peraturagacha qizdirish lozim . U Quyosh markazidagi haroratdan taxm inan 100 marta katta.T erm oyadroviy sintezni issiq lik uslubi bilan hosil qilish mumkin emasdek ko ‘rinadi. Lekin quyidagi ikkita
muhim omilni hisobga olsak:birinchidan , zarralarnin genergiya bo‘yicha taqsimoti M ak sv e ll qonuniga bo‘ysu n ad i, y a ’ ni berilgan temperaturada yadrolarning m a’ lum qismi o ‘ rtacha energiyadan kattaroq energiyaga ega bo’ladi.Ikkinchidan, Kulon potensial to‘ sigMdan energiyasi kichik E < Ukul bo’lgan yadrolar ham tunnel effekti hisobiga kulon bareridan o‘tib reaksiyaga kirish ishi mumkin. Shuning uchun tabiatda term oyadro reaksiyalari intensiv yuz beradi va Quyosh hamda boshqa yulduzlarning energiya m anbayi boMadi.Sintez reaksiyasini reaksiyada qatnashadigan yadrolarni tezlatgichlar yordam ida tezlashtirib keyin o‘zaro to‘qnashtirish yoMi bilan am alga oshirish kutilgan natijalarni bermadi. Bunda tezlatish uchun sarf boMgan energiya sintez natijasida ajralib chiqadigan energiyadan katta, bundan tashqari, sintez reaksiyalarining kesim i ionizatsiya kesim idan 8 — 9 tartibga kichik. Shuning uchun tezlatilgan yengil yadrolarning eng ko‘p qismi, sintez reaksiyasiga emas, balkim nishon atomlarini u yg ‘otish va ionizatsiyaga sarflaydi.Demak, hozircha termoyadro reaksiyasini olish uchun deyteriy-tritiy reaksiyasidan foydalanish m aqsadga muvofiq hisoblanadi:*He + In + 1 7 ,6MeV. (5.11.3)Bu reaksiya Kulon to‘sigM kichik, past energiyada katta kesim ga ega. Bu reaksiyaning har bir nuklonga to‘g ‘ri keluvchi energiya chiqarishi. Ogir yadrolarning bolinishidagisi: q~ 1 MeV.
Kelajakda deyteriy - deyteriy reaksiyasi asosida sintez reaksiyasini hosil qilish mo’ljallangan:(5.11.3)reaksiyadan bu (5.11.4) reaksiyaning ko‘rsatgichlari birmuncha past, lekin (5.11.4) reaksiya ustunligi shundaki, ularda faqat deytronlar ishtirok etadi.D eyteriyning yerdagi m anbayi tuganm as, chunki u okean suvidagi ham m a vodorodning 0,015% ni tashkil qiladi. 250 g suvdagi deyteriy1 kg ko‘m ir yongandagi issiq lik n i beradi. O keanlardagi suv taxm inan

1,45- 1024kg, bu esa 6 -10181 ko ‘ m irga ekvivalent. Bu esa Yer m assasi

(6 -10211) ning 10-3 qism iga teng.Termoyadro boMinish reaksiyalaridan ham foydalanish mumkin:


Bunday term oyadroviy reaksiyalardan so‘ng radioaktiv chiqindilar va neytronlar oqimidan iborat boMgan nurlanish hosil boMmaydi.Yuqorida sintez reaksiyasi (5.11.3) tritiy \H v ad eyteriy 2{H lar bilanboMishligi m aqsadga m uvofiqligi ta’kidlandi. Tritiy radioaktiv yarim yem irilish davri T |/2 = 12,3yiltab iiyh o latd auch ram ayd i. SunMy ravishda reaktorda vujudga keluvchi «-la r bilan ni nurlantirish bilanhosilqilinadi.
Sintez reaksiyasi jarayonida ni hosil qilishlik uchun (5.11.3) deytrontritiy reaksiyasida vujudga kelgan я -lardan foydalanish lozim . Buning uchun (5.11.7) reaksiyaga ko‘ra, reaktor devorlarini litiy bilan o ‘rab qo‘yish lik lozim.Bu qoplam aga litiy b lan keti d eyiladi. Shunday qilib, (d, t) reaksiyasida vujudga kelgan n reaktor devorlaridagi litiy 6Li bilan reaksiyaga kirishib, bevosita reaktorda tritiy 3H hosil qilinadi. 6Li o‘m iga asosiy izotopi olinsa (tabiiy holda litiyn in g6L i-7 ,5 2 % , 7L i - 92,18% tashkil etadi), endotermik reaksiya:

kuzatiladi.Bu reaksiya energiya jihatidan noqulay bolsada, neytronlari yo‘qotmasdan tritiyni hosil qilish mumkin. Tabiatda litiy zahirasi istalgancha yetarli, shuning uchun aytish mumkinki, (d, t) reaksiyalari boMishligi faqatgina deyteriy m iqdoriga bogMiq.

Termoyadroviy reaksiya hosil bo‘lish shartlari
Barqaror termoyadro reaksiyalari mavjud bolishi uchun plazma temperaturasi T, konsentratsiyalari bir xil bolgan deyteriy va tritiy aralashmasidan ishchi hajmda t vaqt ushlab turish lozim.Albatta termoyadro reaksiyalari ro‘y berayotganda ajralib chiqadigan energiya miqdori yonilg’ aralashmasini qizdirish va boshqa isrofgarchiliklarga sarf bo’layotgan energiya miqdoridan ortiq bolishi, buning uchun plazmaning zichligi ham yuqori bolishi lozim.Hajm birligida sintez jaryonlar soni:

Bu yerda - deyteriy va tritiy konsentratsiyalar, г - plazmani issiq holda ushlab turish vaqti, a(T) - harorat funksiyasi boMib, plazmada issiqlik alm ashinish va reaksiya kesim ining energiyaga bogMiqligini ifodalaydi.B ir sintez aktida Q energiya ajralsa, r vaqt ichida hajm birligida QN energiya ajraladi. Bu issiqlik energiyadan olinadigan elektr energiya:

bunda rj - foydali ish koeffitsienti boMib, bir energiyani (issiqlik) ikkinchi (elektr) xil energiyaga aylantirish koeffitsienti deb ham ataladi.

Plazm ani qizdirganda quyidagi energiya sarflanadi:

Bu formuladagi 2 koeffitsient plazmadagi ionlar va elektronlar mavjudligini hisobga oladi.Termoyadro reaksiya ekzotermik bo’lishi uchun ajralgan energiya katta boMishi, y a ’ni W e| > W jssjq boMishligi lozim, bu esa г bogMiq. (5.11.10) va (5.11.11) formulalardan

bu yerda n = nD+nT, plazma toMa konsentratsiyasi nD = n/2 da reaksiya m inim al boMishini ’tiborga olib (5.11.12) ifodadan yoza olam iz

Toroidal kam eraning ichki halqa m arkaziga yaqin tom onidagi magnit maydon tashqi (m arkazning uzoq) tomonidagi m agnit maydondan katta bo’lganligidan, bu hoi butun plazmani tashqi devor tomon surilishga va tashqi devorga urilib «halok» boMishga olib keladi. Plazm aning bu «surib chiqarilisn» effektini bartaraf qilish uchun L. Spitser kam erani sakkiz raqam i ko‘rinishida tayyorlashni tak lif etdi Bunday kamerada yarim aylanishdan so‘ng birortom onga surilib qolgan plazm a ikkinchi yarim aylanishda boshqa tomonga suriladi va kamera ichidagi devordan yetarlicha uzoqroq masofada boladi.Bunday kamera stellarator deb ataladi.Stellaratorlarda magnit sirt plazma hosil qilishuvchi hajm dan tashqarida
joylashgan o‘tkazgichdan oquvchi toq yordam ida hosil qilinadi.

Plazmadan toq o‘tkazilsa oqayotgan elektr toki protsesningboshlangMch davrida plazm ani yaratadi, uni qizdiradi, plazmani idish devorlaridan uzib term oizolyatsiyalaydi va nihoyat, plazm a berk doiraviy toq rolini o‘tab, uning atrofida berk magnit sirtni hosil qiladi. Bu prinsip asosida ishlovchi term oyadroviy sintez q urilm alari tokam ak (tok, m agn it v a katushka so‘zlaridan olingan) deb ataladi.Termoyadro reaksiyasini am alga oshirishda tokamak usulidan tashqari plazmaga yetarli darajada tezlashtirilgan neytral atom lam i injeksiya qilish

ham istiqbolli usullardan hisoblanadi. Bunda atomlar plazmani ushlab turgan magnit maydonidan erkin o‘tadi va qizdirilgan plazm aga kirib ionlashadi.Boshqa usullardanintensiv lazer nurlanishi vatez elektronlam i injeksiya qilish va h.k.lardan foydalaniladi.Lazer nurlari bilan nurlantirilganda hosil boMgan intensiv nurlanish jismsirtid a katta bosim ni hosil q ilad i. B uning h iso b iga d ey te riy -tritiy aralashm asi ming marta kuchlirok siqiladi va termoyadroviy reaksiyaning bo‘ lish intensivligi million m artaortibketadi. Lekin bujarayonda energiya so ch ilish kattadir. M asalan, lazerlard a elektr en ergiyan i yorugM ik energiyasiga aylantirish foydali koeffitsienti atigi 1%. Lazer yorugMik energiyasining 6-10% gina term oyadroviy yoqilgMni qizdirishga sarf boMadi, qolgan qismi bugMangan modda bilan sochiladi.
Kuchli tokli im pulsli elektron-tezlatgichlarda olingan relyativistik elektronlar oqimid an foydalnilganda,lazer termoyadroviy qurilmalardan afzalligi shundaki, ularning foydali ish koeffitsienti kattaroqdir. Lekin relyativistik elektronlarni fokuslash va energiyasini juda kichik hajmda konsentratsiyalash muammosi juda murakkabdir. Hozirgi vaqtda bu sohada turli uslublarda butun dunyo olimlari intensiv izlanishlar olib bormoqdalar. Bu muammoning hal bolishi energetikada katta o‘zgarish yasaydi va yer yuzida insoniyatning energiyaga bolgan ehtiyojini tola qondiriladi.
Quyosh va yulduzlarda yuz beradigan termoyadroviy reaksiyalar
Quyosh nurlanishinispektral tahlil qilish shuni ko‘rsatadiki,Quyosh xrom osferasi asosan vodorod va g eliyd an tashkil topgan. Quyosh moddasining zichligi taxminan 100g/sm3 bolib, quyoshdagi zarralar orasidagi masofa atom olchamlaridan kichik ekanligini ko‘rsatadi.Demak,quyosh va yulduzlarda modda tola ionlashgan holatda boladi, bunda elektron va yadrolardan tashkil topgan gaz,ya’ni plazma katta gravitatsiya kuchi hisobiga ularning harorati bir necha million gradusga qizigan boladi. Quyosh xrom osferasida vodorod va geliyning ko‘p miqdorda uchrashi,yuldu zlardagi vodorodning bir qismi geliyga aylanib turadi degan fikrga olib keladi.Termoyadro sintezining asosiy natijasi to‘rtta protonning geliy yadrosiga aylanishidir. Bu ikki usul uglerod-azot va vodorod-vodorod sikllari bilan ro‘y beradi.Vodorod sikli uch reaksiya orqali o‘tadi.

Birinchi bosqichda proton-proton bilan qo‘shilib deytron hosil boMadi, hosil boMgan deytron bir vodorod yadrosi bilan tezda qo‘shilib geliy-3 izotopini hosil qiladi. Yetarli darajada geliy-3 izotopini ikkita geliy -3qo‘shilishi natijasida * He va ikkita proton hosil bolishi bilan sikl tugaydi.Vodorod sikli nisbatan kichik haro ratlarda (~ 10 mln gradus) bolib o‘tadi. Shuning uchun u asosan yu lduzlarda hosil bolishi va rivojlanishining dastlabki bosqichida energiya manbayi rolini bajaradi. Yulduzlarda yetarli miqdorda ge liy hosil bolgan yuqoriroq haroratlarda yangi nuklonlaring qo‘shilishi natijasida ogirroq elementlar hosil bola boshlaydi.
Masalan, ~ 100-106 gradus haroratda uch geliy yadrosi qo‘shilib uglerod- 12 hosil qilishi m um kin. Bundan tashqari uglerod-12 oraliq *Be ning hosil bolishi bilan ham ro‘y berishi mumkin. Yulduzlarda uglerod mavjud bolsa, T > 15-106 graduslarda oltita reaksiyadan iborat uglerod azot sikli borishi mumkin (5.7-jad val).



XULOSA
Innovatsion texnologiyalar pedagogik jarayon hamda o’qituvchi va o’quvchi faoliyatiga yangilik, o’zgarishlar kiritish bo’lib uni amalga oshirishda asosan interaktiv metodlardan to’liq foydalaniladi. Interaktiv metodlar bu-jamoa bo’lib ta’lim mazmunining tarkibiy qismi xisoblanadi. Bu metodlarning o’ziga hosligi shundaki, ular faqat pedagogik va o’quvchilarning birgalikda faoliyat ko’rsatishi orqali amalga oshiriladi.
Atom fizikasi — fizikaning atom yadrosi tuzilishini va ularning xossalarini, radioaktiv yemirilish va yadro reaksiyasi mexanizmini oʻrganuvchi boʻlimi. "YA.f." atamasiga umumiy maʼno berib, Yadro fizikasiga koʻpincha elementar zarralar fizikasi ham kiritiladi. Baʼzan texnikaning mustaqil tarmoqlariga aylangan tadqiqot yoʻnalishlari, mas, tezlatish texnikasi (qarang Tezlatkichlar), yadro energetikasi ham Yadro fizikasi boʻlimlari hisoblanadi. Umuman Yadro fizikasi atom yadrosi mavjudligi aniqlanishidan avval paydo boʻlgan. Yadro fizikasining paydo boʻlishi radioaktivlik kashf qilingan vaqtdan hisoblanadi.

Zamonaviy Yadro fizikasi tor soha va yoʻnalishlarga aniq boʻlinmagan. Odatda, past, oraliq va yuqori energiyalar Yadro fizikasi farqlanadi. Past energiyalar Yadro fizikasiga yadro tuzilishi masalalari, yadrolarning radioaktiv yemirilishini oʻrganish, shuningdek, energiyasi 200 MeV gacha boʻlgan zarralar keltirib chiqaradigan yadro reaksiyalarini oʻrganish kiradi. Energiyasi 200 MeV dan 1 GeV gacha boʻlgan energiyalar oraliq energiyalar deb, 1 GeV dan katta energiyalar yuqori energiyalar deb ataladi. Bunday boʻlinish shartli boʻlib, tezlatish texnikasining rivojlanishi tarixi bilan bogʻliq. Hozirgi zamon Yadro fizikasida yadro strukturasi yuqori energiyali zarralar yordamida tekshiriladi. Elementar zarralarning fundamental xossalari esa yadrolarning radioaktiv yemirilishini tadqiq qilish natijasida aniqlanadi.

Past energiyalar Yadro fizikasining tarkibiy qismi sekin neytronlarning modda bilan oʻzaro taʼsirini va neytronlar taʼsirida boradigan yadro reaksiyalarini tadqiq qiluvchi neytron fizikasidan iborat. Yadro fizikasining yangi sohasi koʻp zaryadli ionlar taʼsirida sodir boʻladigan yadro reaksiyalarini oʻrganishdir. Yadrolarning elektronlar va fotonlar bilan oʻzaro taʼsirini oʻrganish Yadro fizikasining alohida yoʻnalishini tashkil qiladi. Yadro fizikasining eksperimental vositalari majmui turlituman va murakkabdir. Uning asosini zaryadlangan zarralar tezlatkichlari, yadro reaktorlari, yadro nurlanish detektorlari tashkil etadi. Yadro fizikasining amaliy ahamiyati ham juda katta: yadro qurolini yaratish va yadro energetikasida, tibbiyotda (diagnostika va davolashda) keng qoʻllanadi. Oʻzbekiston FA Yadro fizikasi institutit Yadro fizikasiga doir ilmiy tekshirish ishlari olib boriladi. Oʻzbekistonda Yadro fizikasi ni taraqqiy ettirishda U.O. Orifov, S.A.Azimov, R.ʼ.Bekjonov, ʼ.S.Yoʻldoshev, M.S.Yunoʻsov, P.Q. Habibullayev va boshqalar olimlarning hissasi katta.
O’qituvchi va o’quvchining maqsaddan natijaga erishishida qanday texnologiyani tanlashlari ular ixtiyorida, chunki har ikkala tomonning asosiy maqsadi aniq natijaga erishishga qaratilgan, bunda o’quvchilarning bilim saviyasi, guruh xarakteri, sharoitga qarab ishlatiladigan texnologiya tanlanadi, masalan, natijaga erishish uchun balkim, kompyuter bilan ishlash lozimdir, balkim film tarqatma material, chizma va plakatlar, turli adabiyotlar, axborot texnologiyasi kerak bo’lar, bular o’qituvchi va o’quvchiga bog’liq. Yangi pedagogik texnologiya jarayon, bu jarayonni darslarda qo’llaymiz darslarni amaliy mashq mustaqil ishlash, guruhlash, tanlovlar, aqliy hujum, baxs-munozra va boshqa usullarni mavzuga mos qilib o’quvchilarga o’rgatishimiz ular faolligini oshiradi.