Atom yadrosi va elementar zarrachalar fizikasi, tezlashtiruvchi texnika
Yüklə 1,85 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Beta zarralar xususiyatlari. Beta nurlanish yengil β-zarralar oqimidan iborat
bo‟lib, radioaktiv yadrolarning β-yemirilishidan hosil bo‟ladi. 𝛽-zarralar musbat zaryadli pozitronlar (β + ) va manfiy zaryadli elektronlar (β - ) dan iborat. 𝛽-zarra yadroda tayyor holda mavjud emas, u faqat yadroning yemirilish vaqtida paydo bo‟ladi, magnit maydonida og‟adi. 𝛽 -zarralarning tezligi yorug‟lik tezligining 99% ga, energiyasi esa 5 MeV ga yetadi. Beta zarralarning zaryadi, massasi, spini, magnit moment elektronnikiga tengdir. β-yemirilish deb radioaktiv yadrolarning o‟z-o‟zidan yemirilib, zaryadi o‟zgarib boshqa yadro-izobarga aylanishiga aytiladi. 𝛽-zarralar quyidagi jarayonlarda (reaksiyalarda) xosil bo‟ladi. 1) Elektron yemirilish. β - yemirilishda yadroning bir neytroni protonga aylanadi, bunda β - elektron va antineytrino 𝜈̃ hosil bo‟ladi, yadro zaryadi bir birlikka ortadi, ya‟ni: 𝜈̃ (4) yemirilishni Sr 90 ning yemirilishida ko‟rish mumkin: → 𝛽 (5) 2) 𝛽 pozitron yemirilish. 𝛽 yemirilishda yadroda bir proton neytronga aylanadi, natijada pozitron 𝛽 va neytrino 𝛎 ajralib chiqadi (nurlanadi). Yadro zaryadi bir birlikka kamayadi: 𝜈 (6) Pozitron ( ) yemirilishga yadrosining yemirilishi misol bo‟ladi: → 𝛽 (7) Pozitron yemirilish protonlar soni ortiq bo‟lgan beqaror yadrolarda kuzatiladi. 3) Elektron qamrash bilan yemirilish. Atom yadrosi biror elektron qobiqdan elektronni qamrab olishida yadrodagi bir proton neytronga aylanadi, bunda neytron va neytrino nurlanadi. Yadro zaryadi bir birlikka kamayadi, ya‟ni: 𝜈 (8) -k elektron qobig‟idan qamralgan elektronni bildiradi. 𝛽-zarralar spektri uzluksiz bo‟lib, unda zarraning maksimal energiyasi aniq ifodalangan bo‟ladi. 𝛽-zarralarning o‟rtacha kinetik energiyasi, ularning maksimal energiyasining 1/3 qismiga teng, tabiiy radioaktiv elementlar uchun bu energiya 0,25-0,45 MeV. Energiyaning maxsimal qiymati esa hamma vaqt boshlang‟ich va so‟nggi yadroning to‟liq energiyalarining ayirmasiga teng bo‟ladi. Beta zarralar spektri uzluksiz bo‟ladi (3-rasm). Beta-zarralar spektrini tushuntirish uchun 1931- yilda Pauli quyidagi gipotezasini taklif qildi. Beta yemirilishda yadro zarrasi bilan birga har safar yana bir yengil neytral zarra neytreno nurlanadi. Neytrino massasi elektron massasidan 1/300 marta kichik va modda bilan juda kichik vaqtda munosabatda bo‟ladi. Shuning uchun tajribada uning mavjudligi bevosita usullar bilan aniqlanadi. Neytrino energiyaning ma‟lum bir qismini olib ketadi. Energiyaning bu qismi beta zarra olib ketgan energiya bilan birga ga teng bo‟ladi. Energiya beta zarralar va neytrino orasida notekis (turlicha) taqsimlangani uchun beta-zarralar spektri uzluksiz bo‟ladi, (3-rasm). Neytrino tushunchasi kiritilgandan so‟ng beta yemirilishda energiyaning saqlanish qonuni tushuntirildi. Beta-zarralarning moddalardan o‟tishi alfa-zarralardan kuchli. Beta zarraning havoda chopish masofasi uning energiyasiga bog‟liq. Energiyasi 3 MeV bo‟lgan zarraning havoda chopish masofasi 3m. ma‟lum bir energiyali beta zarralarning ionlashtirish qobiliyati shu energiyadagi alfa-zarranikidan kichik. Bu esa 𝛽 - zarralarning elektr zaryadining kichikligi, tezligining kattaligi bilan tushuntiriladi. 𝛽 -zarralar zaryadining kichikligi va tezligining kattaligi atomlar bilan o‟zaro ta‟sirining extimoliyatini kamaytiradi. Beta-zarralarning havoda o‟rtacha ionlashtirishi 1 sm masofada 60 juft ion hosil qiladi. 𝛽 -zarralarning moddada chopish masofasi siniq chiziqdan iborat bo‟ladi. Kishi tanasi sirti va kiyimi beta-zarralarning 70 % ini yutadi, organizmining 2mm ichkarisida 20-25 % beta-zarralar yutiladi. 𝛽 -zarralarning ko‟zga tushishi juda xavflidir, chunki ko‟z ximoya qoplamiga ega emas. Beta-zarralar havoda alfa-zarralarga qaraganda bir necha yuz marta kam bo‟lgan ionlar hosil qiladi. Turli radioaktiv yadrolar 𝛽 yemirilganda chiqarayotgan 𝛽-zarralar turli energiyaga ega bo‟ladi. Shuning uchun ularning turli moddalarda chopish masofasi ham turlicha. Energiyasi 1 MeV bo‟lgan 𝛽-zarralar mm alyuminiyda to‟liq yutiladi. Energiyasi yuqori bo‟lgan 𝛽-zarralar 5 mm alyuminiy qatlamida to‟liq yutiladi. Beta-zarralar moddadan o‟tganda o‟zining harakat yo‟nalishidan og‟adi. Shuning uchun 𝛽-zarralarning moddadan o‟tish yo‟li siniq chiziqdan iborat bo‟ladi. 𝛽-zarraning chopish masofasi uzunligiga teng bo‟lgan modda qatlami 𝛽-zarralarni to‟liq tormozlaydi. Elektronlar energiyasi kichik bo‟lganda ionlashtirishga va atomlar uyg‟onishiga ko‟proq energiya yo‟qotiladi. Beta zarralar moddadan o‟tganda moddada eksponensial qonun asosida yutiladi: (9) (9) formulada: -modda qatlamidan o‟tgan beta zarralar soni. -modda qatlamiga dastlab tushgan zarralar soni, -modda qalinligi, -beta zarralarning moddada yutilish koeffitsienti. Beta-zarralarning moddada yutilish egri chizig‟i 4-rasmda keltirilgan. 4- rasmdan ko‟rinishicha ma‟lum bir radioaktiv izotopdan nurlanadigan beta-zarralar 0 dan shu modda uchun xarakterli bo‟lgan maksimumgacha turli qiymatlardagi kinetik energiyaga ega bo‟ladi. Yüklə 1,85 Mb. Dostları ilə paylaş:
|