Yadroni tashkil etuvchi proton va neytronlarning xuxusiyatlari

μ_n=(μ_p0+μ_π-­)t+(μ_n0+μ_π0)(1-t)=(μ_yam-6.6μ_yam)t<0 (2)
Demak, neytron magnit momenti nol bo’lmasdan manfiy (-1,91 μ_yam)
bo'lishligi, protonning magnit momenti 1 μ_yam bo'lmasdan 2,79 μ_yam
bo‘lishligi tushunarli.
Erkin holatda p-barqaror, n-esa radioaktiv ~12 minutdan keyin
n → p + β^- + ν yemiriladi. Yadro ichida neytron, protonlar bir-biriga
o‘tib turadi. Proton va neytronlarning spinlari teng, massalari deyarli teng,
bir birlariga uzviy almashinib turadi, yadro kuchlari ham teng bir xil zarralar
hisoblanadi, bir so‘z bilan ular nuklon deb ataladi. Nuklonlar uchun yadro
kuchlari bir xil bo‘lgan faqat elektromagnit maydonga nisbatan ikkita erkinlik
darajasiga ega bo’lgan aynan bir xil (zaryadli proton, zaryadsiz neytron)
zarralardir.
Yadro kuchlari ta’sirida proton va neytronlar birikib, turli yadrolarni hosil qiladi.
1.2. Atom yadrosining asosiy xususiyatlari
Atom yadrosi turg‘un (barqaror) yoki radioaktiv bo’lishi mumkin. Bu yadrolar massa soni A, elektr zaryadi Z. massasi M, massasiga bog’liq to‘la bog’lanish energiyasi E_b, radiusi (o’lchami) R, spini I, magnit momenti μ , elektr kvadrupol momenti Q, izotopik spini T va shu yadroning to’lqin funksiyasiga xos bo’lgan juftligi π bilan xarakterlanadi. Radioaktiv yadrolar yana yemirilish turi, yarim yemirilish davri, yemirilish natijasida hosil bo’lgan α, β, γ nurlarning energiyasi bilan ham xarakterlanadi.
Atom yadrolari yana o’zlarining energetik holatlari bilan xarakterlanib,
eng kichik energiyali holatiga yadroning asosiy holati va undan yuqori
energiyaga ega bo’lgan holatlarga uyg’ongan holatlar deb ataladi. Yuqorida
sanab o'tilgan yadro xususiyatlarining deyarli hammasi yadroning asosiy
holatlari uchun ham, uyg’ongan holatlari uchun ham xosdir. Massa soni A
va zaryadi Z dan tashqari hamma xususiyatlari holat energiyasi o’zgarganda
o'zgarishi mumkin. Uyg’ongan holatdagi yadro xususiyatlariga yana
yadroning bir energetik holatdan ikkinchisiga o’tish usuli, yadroviy
reaksiyalar ko’rilganda zarraning yadro bilan yoki yadrolarning o’zaro
ta’sirlashish kesimi va yadroviy reaksiyalarda ajralgan energiya, ikkilamchi
zarralarning burchak taqsimoti va boshqa kattaliklar bilan xarakterlanadi.
Atom yadrosining oddiy xarakteristikalaridan biri —
uning o’lchami, ya’ni radiusidir. Atom yadrosining radiusi taxminan 10^-13 sm. Elektron diametri ham shunday tartibga ega.
Atom yadrosi proton va neytronlardan, ya’ni nuklonlardan tashkil topganligi uchun yadro radiusi nuklonlarning soniga bog’liq ravishda o’zgarishi kerak. Har xil usullar bilan o’lchangan yadro radiusining qiymati, haqiqatan, nuklonlar sonini bildiruvchi A ning uchdan bir darajasiga mutanosib bo’lib chiqdi.
Atom yadrosining radiusini tajribada aniqlash usullari
turli zarralarning, masalan, elektron va neytronlarning atom
yadrosida sochilishini o’rganishga asoslangan. Undan tashqari:
yadro radiusini «ko’zgu» yadrolarda protonlarning elektrostatik ta’sir energiyasini o’rganish, μ-mezoatomlar rentgen nurlanishini o’rganish va alfa-radioaktiv yadrolarning yemirilish qonunini o’rganish yo’li bilan ham aniqlash mumkin. Yuqorida sanab o’tilgan usullar yadroviy kuchning o’zaro ta’sir sohasini, yo elektromagnit o’zaro ta’sir sohasini aniqlashga asoslangan. Shuning uchun yadro radiusi haqida so’z ketganda yo yadroviy kuchning o’zaro
ta’sir sohasini, yo elektromagnit kuchning o’zaro ta’sir sohasini tushunish kerak. Yadroning potensiali uning radiusiga bog’liq, (1.3-rasm).
Neytronlarning sochilishi uchun qisqa o’zaro ta’sir kuchi, ya’ni sof yadroviy o’zaro ta’sir kuchi asosiy rol o’ynaydi. Energiyasi
10 MeV dan katta bo’lgan neytronlar uchun mos keluvchi de-Broyl to’lqin uzunligi yadro radiusiga nisbatan kichik bo’lgani uchun bunday neytronlarni yadroda sochilishini o’rganib, yadro radiusini yuqori aniqlikda o’lchash mumkin.
Atom yadrosini R radiusli sfera deb qarasak, tez neytronlarning yadro bilan o’zaro ta’sir kesimini yadroning ikki geometrik ko’ndalang kesimi 2πR² ga teng deb hisoblash mumkin.
Bu taxmin faqat neytronlar uchun yuqori aniqlashda bajariladi, chunki neytron neytral bo’lganidan uni nuqtaviy zarra
deb qarash mumkin. Demak, neytronlarning turli yadrolarda sochilish kesimi σ ni tajribadan aniqlab, σ=2πR² formula asosida yadro radiusini topish mumkin. Shu tariqa qator elementlar yadrolarining radiuslari topilgan. Masalan, Pb va U kabi og’ir elementlar uchun radius kattaligi 10^-12 sm ekanligi ma’lum bo’ldi. Mendeleyev davriy sistemasining o’rtasida yotuvchi elementlar uchun radius kichikroq bo’lib, u 6*10^-13 sm ga yaqin. Turli usullar natijalarini quyidagi empirik formula bilan ifodalash mumkin:
(3)
bu yerda R₀ — doimiy kattalik bo’lib, uning qiymati yadro radiusini aniqlash usuliga bog’liq ravishda o’zgarishi mumkin.
Tez neytronlarning yadrolarda sochilishini o’rganish usulidan
R₀= 1,4 F (1 F = 1 Fermi = 10^-13 sm) ekani ma’lum bo’lgan.
Atom yadrosining radiusini o’lchash usullari atom yadrosi
taxminan sferik shaklga ega ekanini ko’rsatdi. Bu sferaning
radiusi (3) formula bilan aniqlanadi. Har xil usul R₀
(1,2÷1,5) F oraliqda bo’lishini ko’rsatdi. Elektromagnit o’zaro
ta’sirni o’lchashga asoslangan usuldan kichikroq qiymat R₀≈
1,2F kelib chiqadi. Tez neytronlarning sochilishini o’rganishga asoslangan usulda yadro kuchining o’zaro ta’sir sohasi o’lchandi va bu holda R₀ kattaroqdir. Shuning uchun, ba’zan atom yadrosining «elektr» radiusi va «yadroviy» radiusi haqida so’z yuritiladi.
Energiyasi 500 MeV dan yuqori bo’lgan elektronlarning turli
yadrolarda sochilishini o’rganish shuni ko’rsatdiki, yadroda zaryad