2.3. ЯДРОЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАР
ЖӘНЕБҰЛАРДЫҢ НЕГІЗГІ ТҮРЛЕРІ.
2.3.1. Қысқаша теориялық кіріспе. Ядролық реакциялар. Ядролардың бөлінуі. Атомдық ядролардың синтезі
Ядролық реакция – бұл атомдық ядроның элементар бөлшекпен немесе басқа ядромен күшті өзара әсерлесу үдеріс – ядролардың түрленуі қабаттаса өтетін үдеріс. Осы өзара әсерлесу бөлшектердің реттік шамасы 10-15 м болатын қашықтыққа дейін жақындағандағы ядролық күштердің әрекеті арқасында пайда болады.
Ядролық реакцияның ең көп тараған түрі α бөлшек Х ядромен әсерлеседі, осының нәтижесінде b бөлшек және Y ядро пайда болады. Бұл символдық түрде
немесе қысқартылған түрде
(2.3.1)
болып жазылады.
a және b бөлшектер рөлін көбінесе, n нейтрон, p протон, d дейтрон, α – бөлшек және γ – квант атқарады.
Мысалы,
немесе. (2.3.2)
Реакцияны қысқартылған түрде жазғанда жақша ішіндегі бірінші орынға атқылаушы бөлшектің белгісі, екінші орынға – ұшып шығатын бөлшектің белгісі, ал жақша сыртына аяққы ядро белгісі жазылады.
Тікелей ядролық әсерлесулер, олар мына сызба бойынша жүреді:
X+a→Y+b (2.3.3)
мұндағы, Х және Y – бастапқы және аяққы ядролар, а және b – атқылаушы және ядролық реакцияда шығарылатын бөлшектер;
Құрамды ядро түзілуімен екі кезеңнен өтетін реакциялар:
X+a→C→Y+b. (2.3.4)
Бірінші кезең – бұл ядролық күштер әрекет ететін (~2·10-15м) қашықтыққа жақындаған а бөлшекті Х ядроның қармап алуы және С құрамды ядроның түзілуі. Бөлшек энергиясы қандай да бір нуклонға емес, құрамды ядроның нуклондарына үлестіріледі, ал ядро қозған күйде болып шығады. Құрамды ядроның өмір сүру уақыты 10-16 – 10-12 с, яғни (106 – 1010)τ болады, мұндағы τ-ядролық ерекше уақыт (~10-22с). Бұл құрамды ядроның өмір сүру уақыты ішінде нуклондар көп қайтара өзара соқтығысады, нуклондар арасында энергия қайта үлестірілуі болады да нуклондардың біреуі (немесе бұлардың комбинациясы) ядродан ұшып шығуына жеткілікті энергия қабылдай алады. Осының нәтижесінде екінші кезең мүмкін болады – құрамды ядроның Y ядроға және b бөлшекке ыдырауы іске асады.
Ядролық реакциялар экзотермалық (энергияның бөлінуімен өтеді) және эндотермалық (энергияның жұтылуымен өтеді) болады. Ядролық реакцияларға X≠Y және a≠b болатын жалпы түрдегі үдерістер жатқызылады; егер шығарылған бөлшек қармалған бөлшекпен теңбе-тең болса, онда бөлшектің шашырауы Eb = Ea болғанда серпімді,Eb ≠ Ea болғанда серпімсіз шашырауы орын алады.
Бөлшектер шоғы затқа түскенде ядролық реакция болуының ықтималдығы ядролық реакцияның эффектив тиімді қимасымен анықталады:
σ=dN/(nNdx). (2.3.5)
мұндағы, N – бірлік көлемінде n ядро бар заттың көлденең қимасының бірлік ауданына бірлік уақыт ішінде түсетін бөлшектер саны, dN – қалыңдығы dx қабаттағы ядролық реакцияға түсетін бөлшектер саны. Эффектив қиманың өлшемділігі аудан; σ бірлігі – барн (1 барн = 10-28м2).
Кез келгенядролық реакцияда электр зарядтарының және массалық сандарының сақталу заңдары орындалады; энергияның, импульстің және импульс моментінің сақталу заңдары да орындалады.
Ядролық реакциялар әртүрлі белгілер бойынша жіктеледі:
Реакцияларға қатысатын бөлшектердің түрі бойынша:
а) нейтрондардың әрекет етуімен өтетін реакциялар. Нейтрондар, электрлік бейтарап бөлшектер болғандықтан, кулондық тебіліске ұшырамайды, сондықтан да ядроға оңай еніп, ядролық түрлену туғызады;
Достарыңызбен бөлісу: |