Ii bob yadroviy reaksiyalar

2.2 Radioaktivlik
Tabiiy radioaktivlikni 1896 yilda fransuz fizigi Bekkeral kashf qildi. Uni fikricha, uran tuzining o‘z-o‘zidan chiqargan nurlari noshaffof moddalar qatlamidan o‘ta oladigan, gazlarni ionlashtira oladigan, fotoplastinkani qoraytiradigan xususiyatlari bordir. P.Kyuri hamda M.Kyuri Skladovskaya va boshqalar tomonidan keyinchalik o‘tkazilgan tadqiqotlar ko‘rsatadiki, tabiiy radioaktivlik faqat uran tuzlarigagina xos bo‘lib qolmay, balki og‘ir kimyoviy elementlarning ko‘pchiligiga, jumladan, aktiniy, toriy, poloniy va radiyga ham xosdir. Poloniy va radiyni 1898 yilda Per va Mariya Kyurilar kashf etgan. Bu elementlarning hammasini radioaktiv elementlar, ularning chiqarayotgan nurlarini – radioaktiv nurlar deb ataladi. Radioaktiv nurlanishga alfa-nurlar, beta nurlar va gamma-nurlar deb atalgan uch xil nur kiradi. 1. Alfa-nurlar elektr va magnit maydonlarida og‘adi; bu nurlar geliy 2Ne4 atomi yadrolari oqimidan iborat. Har bir α - zarracha ikkita elementar musbat zaryad +2e ga ega va massa soni 4 ga teng. α - zarrachalar 14000÷20000 km/s tezlikka ega bo‘lib, 4÷9 MeV kinetik energiyaga ega bo‘ladilar. α - zarracha o‘z energiyasini atomlarni ionlashga sarflab to‘xtaydi; bunda u moddada mavjud bo‘lgan erkin elektronlardan ikkitasini o‘ziga qo‘shib oladi va geliy atomiga aylanadi. α - zarrachani havoda o‘tgan yo‘li 3-9 sm ni tashkil qiladi, ularning ionlashtiirish qobiliyati esa 100000-250000 juft ionga teng. Shunday qilib, α - zarrachaning ionlashtrish qobiliyati yuqori, lekin o‘tuvchanlik qobiliyati uncha katta emas. α - zarracha qalinligi 0,06 mm bo‘lgan alyuminiy qatlamida yoki qalinligi 0,12 mm bo‘lgan biologik to‘qima qalinligidagi qatlamda butunlay yutiladi. 2. Beta-nurlar elektr va magnit maydonlarida og‘adi; ular tez elektronlar oqimidan iborat bo‘lib, β-zarrachalar deb ataladi. β-zarrachaning o‘rtacha tezligi 160000 km/s ga teng. 391 β-nurlanish α-nurlanishdan farq qilib, tutash energetik spektrga ega. β-zarracha havoda 40 m gacha, alyuminiyda – 2 sm gacha, biologik to‘qimada – 6 sm gacha yuguradi. 3. Gamma-nurlar – chastotasi juda katta –1020 Hz, to‘lqin uzunligi esa juda qisqa –10-12 m bo‘lgan fotonlar oqimidan iborat. γ-fotonlar energiyasi 1MeV chamasida bo‘ladi. γ-nurlar eng qattiq elektromagnit nurlar bo‘lib, ko‘p jihatdan rentgent nurlariga o‘xshaydi ular elektr va magnit maydonida og‘maydi, yorug‘lik tezligi bilan tarqaladi, kristalldan o‘tishida difraksiya ro‘y beradi. γ-nurlarning ionlashtirish qobiliyati katta emas, u havoda 100 juft ionga ega yo‘lni bosadi. γ-nurlar eng o‘tuvchi nurlardir. Eng qattiq γ-nurlar qalinligi 5 sm bo‘lgan qo‘rg‘oshin qatlamidan yoki qalinligi bir necha yuz metr bo‘lgan havo qatlamidan o‘tadi; kishi tanasidan bemalol o‘tib ketadi. β-yemirilishida radioaktiv element davriy sistemada massa sonini o‘zgartirmasdan o‘ngga bir nomerga siljiydi: − → + + β A z A z X 1X (23.5) Masalan, − → + β 210 84 210 83Bi РО α-yemirilishida radioaktiv element davriy sistemasida massa sonini 4 ga kamaytirib, chapga ikki raqamga siljiydi: 4 2 4 X 2X Не A Z A z → + − − (23.6) Masalan, 4 2 206 82 210 84 Р Рв Не О → + Radioaktiv yemirilish radioaktiv element atomlarining asta-sekin kamayishiga olib keladi. dt vaqt ichida yemiriladigan atomlar soni dN, vaqtga va radioaktiv element atomlarining umumiy soni N ga proporsionaldir: dN = −λNdt , (23.7) bunda λ - berilgan elementning yemirilish doimiysi deb ataladigan proporsionallik koeffitsienti. Minus ishorasi vaqt o‘tishi bilan radioaktiv element atomlar sonining kamayishini ko‘rsatadi. (23.7) dan Ndt dN λ = − kelib chiqadi, ya’ni yemirilish doimiysi vaqt birligidagi atomlar sonining nisbiy kamayishiga teng. 392 (23.7) tenglikning t=0 dan t gacha vaqt oralig‘ida integrallab, quyidagini olamiz: t N N е −λ = 0 . (23.8) (23.8) munosabatni radioaktiv yemirilish qonuni deb ataladi. (23.8) ifodadagi No – boshlang‘ich (ya’ni t=0) vaqtdagi radioaktiv moddada mavjud bo‘lgan yadrolar soni, N – biror t –vaqtdan so‘ng yemirilmay qolgan yadrolar soni, λ esa yemirilish doimiysi deb ataluvchi kattalik, ko‘pincha λ o‘rniga yarim yemirilish davri (T1/2) deb ataladigan kattalikdan foydalaniladi: λ va T1/2 lar orasida quyidagicha bog‘lanish bor: λ ,0 693 Т1 2 = . (23.9) radioaktiv izotoplarning yarim yemirilish davri T1/2 shunday vaqt oralig‘iki, bu vaqt ichida mavjud radioaktiv yadrolarning yarmi yemiriladi. T1/2 ning qiymatlari turli radioaktiv yadrolar uchun turlicha, masalan, sekundning ulushidan million yillargacha bo‘lishi mumkin. T1/2 ning qiymati tashqi sharoitlarga (harorat, bosim, magnit yoki elektr maydonlarining ta’siriga) va radioaktiv yadrolarni qanday kimyoviy birikmalar tarkibida ekanligiga bog‘liq emas. Radioaktiv manbalar aktivligi birlik vaqtda sodir bo‘ladigan yemirilishlar sonini ifodalaydi. Uning SI dagi birligi bekkerel (Bk) 1 sekundda 1 yemirilish sodir bo‘ladigan radioaktiv manbaning aktivligi 1 Bekkerel bo‘ladi.