Sahifa 1 Radioaktivlik, radionuklidlar va nurlanish

Sahifa 138

Yorliq. 2. Polimerlar ustun turiga qarab tasniflanadi
radiatsion-kimyoviy transformatsiyalar.
Polimerlar, asosan o'zaro bog'liqdir
Polietilen
Polipropilen
Polivinilxlorid
Polistirol
Tabiiy kauchuk
Sintetik kauchuklar (bundan mustasno
poliizobutilen)
Polisiloksanlar
Poliamidlar
Polietilen oksidi
Polimerlar, asosan, halokatli
Poliakrilonitril
Poliakril kislota va uning
hosilalar
Polivinilpirrolidon
Polivinil efirlari
Polivinil metil keton
Poliosobutilen
Poliviniliden xlorid
Politriflorokloretilen
Polietetrafloroetilen
Polimetakrilonitril
Polimetakril kislotasi va uning asoslari
lotin
Poli-a-metilstirol
Polietilen tereftalat
Tsellyuloza va uning hosilalari
Vayronagarchilik va o'zaro bog'liqlik bir vaqtning o'zida sodir bo'lgan hollarda
nurlanish paytida polimerning molekulyar og'irligi o'zgarishi tabiati
nii o'zaro bog'lanish va yo'q qilish stavkalarining nisbatiga bog'liq. Agar
o'zaro bog'liqlik darajasi yuqori, keyin eritmadagi nurlangan polimer uchun
nii jel hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi. Biroq, bunday polimer bo'lishi mumkin emas
juda yuqori nurlanish dozalarida ham butunlay jelga aylanadi
taxminan 103 ^ 105 Mrad. Jel bilan muvozanatda har doim echim bor.
Jant qismi zoldir.
Ko'pgina polimerlarning nurlanishi to'yinmagan bog'lanishlarning paydo bo'lishiga olib keladi.
zi. Biroq, dastlabki polimer allaqachon mavjud bo'lgan holatlarda
to'yinmagan bog'lanishlar, nurlanish paytida ularning kontsentratsiyasi kamayishi mumkin
atrofga sayr etish. Trans-vinil bog'lanishlar nurlangan polietilendan hosil bo'ladi.
Ikkala bog'lanishni o'z ichiga olgan kauchuklarning eritmalarini boblarga nurlantirishda
zanjir, sis-trans izomerizatsiyasi sodir bo'ladi. Galogenatsiyalangan holda
ta'sirlanganda polimerlar (polietetrafloroetilen, polivinilxlorid va boshqalar)
er-xotin bog'lanishlar hosil bo'ladi.
Polimerlarning barcha radiatsion-kimyoviy transformatsiyalari bundan mustasno
gazsimon mahsulotlarning chiqishi bilan birga oksidlanish
O'rtoq Shunday qilib, neylonning radiolizida CO, tetrafloroetilen - ajralib chiqadi.
CF4, poliakrilonitril - HCN va boshqalar. Vodorod bilan o'zaro bog'liqlik
poli nurlanishi natijasida hosil bo'lgan gaz aralashmasidagi uglevodorodlar
etilen, polimerning dallanish darajasiga bog'liq. Agar chiziq bo'lsa
polietilen, vodorod miqdori 99% ni tashkil qiladi
gaz, va tarmoqlangan holda - 90-95%. Buning sababi
uchinchi atomlarda bog'lanishlarning past nurlanish qarshiligiga kiritilgan
167

139-bet

uglerod. Yon o'rnini bosuvchi moddalar tezda yorilib, yo'q qilinadi,
heteroatomlarni o'z ichiga oladi.
Gazsimon mahsulotlarni chiqarish darajasi differentsial bilan cheklangan
birlashma. Diffuziya darajasi past bo'lsa, polimer ichida to'planishi mumkin
gaz polimerning umumiy miqdoridan 10% tashkil qiladi. Bu, masalan, ichida sodir bo'ladi
suyuq azot yoki haroratda polietilen nurlanishining holati
xona haroratida limetil metakrilat. Bilan qizdirilganda
polimer ichida joylashgan gaz ajralib chiqadi. Polimer bo'ladi
yog'li.
Agar polimerlar kislorod ishtirokida nurlansa, ning tabiati
dialektik-kimyoviy transformatsiyalar o'zgaradi. Ra qo'shilish
dicals va double bonds, kislorod poli o'zaro bog'lanishiga to'sqinlik qiladi
chora-tadbirlar. Oksidlanish paytida beqaror peroksid guruhlari hosil bo'ladi,
uning parchalanishi uchlari kislorodli polimerlarga olib keladi
har xil turdagi yon yoki yon guruhlar - gidroksil, avtomobil
bonil va karboksil. Oksidlanish eng intensiv hisoblanadi
yupqa plyonkalarni, pudralarni nurlantirishda, shuningdek past intensivlikda
nurlanish intensivligi. Bunday holda, yo'q bo'lganda ular uchun polimerlar
kislorod, o'zaro bog'liqlik asosan vayronagarchilikdan ustun keldi
yo'q qilinadi (polistirol, polivinilxlorid va boshqalar). Vayron qiluvchi uchun
singan polimerlar (polimetil metakrilat, poliizobutilen)
kislorod mavjudligi yo'q qilish tezligiga ta'sir qilmaydi.
Radiatsion-kimyoviy transformatsiyalar natijasida, sezilarli darajada
polimerlarning tuzilishi va xususiyatlari o'zgaradi. Shunday qilib, kristalli dastur
Polimer nurlanish paytida amorf bo'ladi. Polietilen darajasida
kristallik 10 Mrad dozasida, dozada pasayishni boshlaydi
2000 yil Mrad polimeri butunlay amorf bo'lib qoladi. O'zgarishlarning mohiyati
o'zaro bog'liqlik paytida polimerlarning mexanik xususiyatlarining aniqlanadi
nurlangan polimerning tuzilishi. Shunday qilib, elastiklik moduli kristaldir
jarayonida polimerlar va tortishish kuchi pasayadi
nurlanish, bu ularning kristalligining pasayishi bilan bog'liq. Tikish
amorf polimerlar ushbu ko'rsatkichlarning ko'payishiga olib keladi. Sshi
kengayish polimer materiallardan foydalanish harorat chegaralarini kengaytiradi
materiallar. Shunday qilib, o'zaro bog'liq polietilen, eritish haroratidan yuqori isitiladi
ley, poyga chidamli kauchukka o'xshash materialga aylanadi
yorilish. Radiatsiya dozasining oshishi bilan poli eritish harorati
etilen ko'tariladi va nurli polietilen izolyatsiya qilingan kabellar
sezilarli darajada yuqori haroratlarda ishlashi mumkin,
odatdagi qoplamalarga qaraganda. Nurlanish ari hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin
kauchuk birikmalarini davolash uchun. Agar to'ldiruvchi bo'lsa
soot, nurlanish paytida, kuy va makromolekulalar o'rtasida bog'lanishlar hosil bo'ladi
lami, buning natijasida kauchuklarning mexanik xususiyatlari yaxshilanadi.
Molekulalarida uchta o'rnini bosadigan uglerod atomlari bo'lgan floroelastomerlar
nurli bo'lsa, ular vulkanizatsiya qilishadi. Ko'pgina polimerlar
dielektriklar. Nurlanish vaqtida ular ichida induktsiya qilingan sim paydo bo'ladi
168

140-bet

qiymati, uning qiymati kora bo'ylab radiatsiya intensivligiga bog'liq
yangi qonun. Allaqachon past dozalarda, induktsiya qilingan doz
ko'prik odatdagidan bir necha daraja kattaroqdir. Tugatgandan so'ng
nurlanish, induktsiya o'tkazuvchanligi giperbolik bo'ylab pasayadi
xavf ostida, asl qiymatiga etib boradi. Ba'zi polimerlar bilan nurlantirilganda
xandaq (polietilen, polivinilxlorid) tarkibida 10 MGy dozada hosil bo'ladi
konjuge er-xotin aloqalar
suv xususiyatlari.
169

141-bet

8. Yadro reaksiyalari
Ushbu bob qochqinning xususiyatlarini namoyish etadi
har xil turdagi yadro reaktsiyalari.
8.1 Yadro shovqinlari
Yadro kuchlarining ta'siri tufayli ikkita zarracha yaqinlashmoqda
10-13 sm gacha bo'lgan masofalar kuchli yadrolarga kiradi
yadroning o'zgarishiga olib keladigan o'zaro ta'sir. Ushbu jarayon
yadro reaktsiyasi deb ataladi. Yadro reaktsiyasi paytida
ikkala zarrachaning energiyasini va impulsini qayta taqsimlash, bu esa olib keladi
o'zaro ta'sir joyidan chiqadigan bir nechta boshqa zarralarning hosil bo'lishiga
harakat rejimi. Hodisa zarrachasi atom yadrosi bilan to'qnashganda
ular orasida energiya va impuls almashinuvi mavjud, buning natijasida
bir nechta zarralar hosil bo'lishi mumkin, ular har xil uchib ketishadi
taxtalar.
Yadro reaktsiyalari - bu atom bo'lgan jarayonlar
yadrolari bilan o'zaro ta'siri natijasida transformatsiyalarga uchraydi
elementar zarralar, y-kvantlar yoki atom yadrolari.
Bombardimon zarralarning yadrolar bilan o'zaro ta'sirining natijasi
maqsadlar bo'lishi mumkin:
- na kompozitsiya, na ichki energiya bo'lgan elastik tarqalish
o'zgarishi mumkin, ammo faqat kinetik energiyani qayta taqsimlash sodir bo'ladi
ichki shok qonuniga muvofiq;
- o'zaro ta'sir qiluvchi yadrolarning tarkibi bo'lmagan elastik tarqalish
o'zgaradi, ammo bombardimon qiluvchi yadroning kinetik energiyasining bir qismi iste'mol qilinadi
nishon yadrosini qo'zg'atish uchun puflangan;
- haqiqiy yadro reaktsiyasi, buning natijasida ichki
o'zaro ta'sir qiluvchi yadrolarning xususiyatlari va tarkibi.
Yadro reaktsiyalarining ko'p turlari ma'lum. Zarrachalarga qarab,
reaktsiyaga sabab bo'lib, ular ta'sirida reaktsiyalarga bo'linadi
taxtlar, zaryadlangan zarralar yoki y-kvantlar. Tasniflash mumkin
yadro reaktsiyalari, shuningdek ularni davom ettirishga olib keladigan energiya
reaktsiyalar natijasida hosil bo'lgan mahsulotlar (sintez, bo'linish, toshlar
va boshqalar.). Yadro reaktsiyalarining mo'ynasiga qarab tasnifi mavjud
nizmam. Tushayotgan zarrachaning yadro bilan o'zaro ta'sirining tabiati bog'liqdir
uning kinetik energiyasidan, massasidan, zaryadidan va boshqa xususiyatlaridan. Yadro
reaktsiyalar ham davomiyligi bilan ajralib turadi. Agar hodisa zarrachasi bo'lsa
faqat nishon yadrosiga tegadi va to'qnashuv davomiyligi vaqtga teng
shuningdek, tushayotgan zarrachaning zahar radiusiga teng masofadan o'tishi
pa-target (ya'ni ~ 10-22 s), keyin bunday yadro reaktsiyalari deyiladi
to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyalar klassi.
To'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'sirga misollar - bu elastik bo'lmagan sochilish
neytronlar (n, n), zaryad almashinish reaktsiyalari, masalan (p , n). Bu yerda
tushayotgan nuklon va yadro nuklonlaridan biri bo'lgan jarayonlarni o'z ichiga oladi
bog'lab, Deyteron hosil qiladi, u uchib ketadi va deyarli barchasini olib ketadi
171

142-bet

mavjud energiya [pikap reaktsiyasi (p, d)], yoki yadro uzatilganda
Xia
nuklon
ning
kelayotgan
zarralar
[reaktsiya
buzilmoq
(d, />)]. To'g'ridan-to'g'ri reaktsiyalar mahsulotlari asosan oldinga uchadi. Hissa
jarayonlarni snaryadlarning o'zaro ta'sirining umumiy kesimiga yo'naltiradi
maqsadli yadro kichik. To'g'ri mahsulotlarni burchakli taqsimlash
yadro reaktsiyalari kvant sonlarini tanlab aniqlashga imkon beradi
har bir o'ziga xos reaktsiyadagi holatlar va tasavvurlar
- ushbu davlatlarning tuzilishi.
Agar hodisa sodir bo'lgan zarracha (masalan, nuklon) mintaqani tark etmasa
birinchi to'qnashuvdan keyin o'zaro ta'sir (maqsadli yadro), keyin u
ketma-ket to'qnashuvlar kaskadida qatnashadi, natijada
uning dastlabki kinetik energiyasi asta-sekin taqsimlanadi
yadroning di nuklonlari; juda ko'p qadamlar xursand
erkinlik yo'q va yadro holati yanada murakkablashadi. Ushbu jarayon davomida, dan
bitta nuklon yoki nuklonlar guruhi (klaster) konsentratsiya qilishi mumkin
ularning yadrodan chiqishi uchun etarli energiya. Jarayon davomida
keyingi bo'shashishdan muvozanat o'rnatiladi va birikma yadro hosil bo'ladi,
umri ~ 10 "14 ^ 10" 18 s. Murakkab yadroning parchalanishi mustaqil
uni shakllantirish usulidan. Parchalanish turi qo'zg'alish energiyasi bilan belgilanadi
zichlik, burchak impulsi, parite va yadroning izotopik spini.
Izoh. Ko'p sonli yadroviy reaktsiyalar oraliq shakllanish bilan davom etadi
emissiya orqali qo'zg'alish energiyasidan voz kechadigan aralash yadro
y-kvant va keyin yakuniy mahsulotning asosiy holatiga o'tadi.
Nisbatan past energiyada sodir bo'ladigan yadro reaktsiyalarida
tushayotgan zarralar uchun (<100 MeV) bir qator saqlanish qonunlari amal qiladi
niya:
1. Elektr zaryadining saqlanish qonuni.
2. Nuklonlar sonining saqlanish qonuni.
3. Energiyaning saqlanish qonuni.
4. Impulsning saqlanish qonuni.
5. Burchak impulsining saqlanish qonuni.
6. Fazoviy tenglikni saqlash qonuni.
7. Izotopik spinning saqlanish qonuni va uning proektsiyasi.
Ushbu qonunlar amalga oshirish qobiliyatiga cheklovlar qo'yadi
yadroviy reaktsiyaning rivojlanishi. Hatto energetik jihatdan foydali jarayon
har qanday qoidabuzarlik bilan birga bo'lsa, mumkin emas
tabiatni muhofaza qilish oti.
Yadro reaktsiyalari kimyoviy reaktsiyalarga o'xshaydi, ammo baribir mavjud
ular farq qiladi. Kimyoviy reaktsiyalarda transformatsiyalar ko'rib chiqiladi
molekulalar, yadro reaktsiyalarida - alohida atomlarning o'zgarishi. Siz
yadroviy reaktsiyalarda bo'linadigan yoki so'rilgan energiya ifodalanadi
elektron voltlarda, kimyoviy reaktsiyalarda esa ko'rsatiladi
mol boshiga joullarda (96 kJ / mol = 1 eV / atom). Kimyoviy reaktsiyalarda
elementlarning o'zgarishi sodir bo'lmaydi; ular o'zgarishlar bilan birga keladi
atomlar orasidagi bog'lanish va ba'zi moddalar aylanadi
172

143-bet

boshqalar, atomlarning yadrolarini o'zgartirmasdan, o'zgarishi bilan birga
atomlar orasidagi stav va / yoki bog'lanishlar. Yadro reaktsiyalarida, ammo
turli xil elementlarga tegishli bo'lishi mumkin bo'lgan nuklidlar. IN
kimyoviy reaktsiyalar nisbatan sezilarli darajada kam energiya chiqaradi
yadroviy reaktsiyalar. Masalan, 1 g 235U relefining ajralishi
8.4107 kJ, yonish paytida chiqarilgan 34 kJ bilan solishtirganda
1 g ko'mir.
Yadro reaktsiyalarining tenglamalari to'liq yozilgan
14N + a ^ 178O + p
(bitta)
yoki qisqartirilgan shakl
14 N (a, p) 178O
(2)
Energiya va massa ekvivalentligiga asoslanib, biz hisoblashimiz mumkin
yadro reaktori jarayonida ajralib chiqadigan yoki sarflanadigan energiya
harakat, agar siz reaktsiyada ishtirok etadigan barcha yadro va zarralarning massasini aniq bilsangiz
tion.
Umumiy A (x, y) B shaklida yozilgan reaktsiya uchun bizda mavjud