Atom yadrosi va elementar zarrachalar fizikasi, tezlashtiruvchi texnika
Yüklə 1,85 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Alfa zarralar xususiyatlari. Xozirgi vaqtda 40 ga yaqin tabiiy va 200 dan
ortiq sun‟iy 𝛼-aktiv izotoplar aniqlangan. Alfa zarralar chiqarib yemirilish asosan bo‟lgan og‟ir elementlarda (uran, toriy, poloniy, plutoniy va b.) kuzatiladi. Alfa-nurlar alfa zarralar oqimidan iborat. Alfa-zarralar musbat zaryadli og‟ir zarralar hisoblanadi. Alfa-zarralar yemirilish jarayoni yuz berayotgan vaqtda yadroning ichida hosil bo‟lishi mumkin. Alfa zarralar ikki marta ionlashgan geliy ( 2 He 4 ) atomidir, uning zaryadi +2e ga teng bo‟lib, 4 nuklondan – 2 proton va 2 neytrondan iborat, ya‟ni massa soni A=4, bog‟lanish energiyasi E=28 MeV, spini S=0, magnit momenti . Demak, 𝛼-zarralar geliyning nisbat zaryadli yadrosidir. Alfa nurlanish musbat zaryadlangan, tezlik bilan harakatlanadigan zarralar oqimidir. Alfa zarralar atom yadrolarining radioaktiv yemirilishida, turli yadro reaksiyalarida hosil bo‟ladi. Nisbatan katta energiyaga ega bo‟lmagan alfa zarralarni geliy atomlarini ionlashtirib hosil qilish mumkin. Alfa zarralardan ko‟pchilik hollarda yadrolarni bombardimon qiladigan zarralar sifatida foydalaniladi. 1919-yilda Rezerford α-zarralar bilan azot 7 N 19 izotopini bombardimon qiladi. Bunda birinchi yadro reaksiyasi xosil qilingan: 𝛼 (1) Bunda kislorodning sun‟iy radioaktiv izotopi bo‟lib, o‟z navbatida u ham yemiriladi. Hozirgi zamon tezlatkichlarida energiyasi bir necha megavoltdan yuz megavoltlargacha bo‟lgan 𝛼-zarralar dastasi hosil qilinadi. Bunday energiyali 𝛼- zarralar atom yadrosi xususiyatlarini o‟rganishda qo‟llaniladi. Alfa yemirilish natijasida atom nomeri Z va massa soni A bo‟lgan ona yadro atom nomeri Z-2 va massa soni A-4 bo‟lgan hosilaviy yadroga aylanadi. Masalan, plutoniy-239 (Pu 239 ) ning 𝛼-yemirilishini ko‟rish mumkin: → (2) Bunda - ona yadro, - hosilaviy yadro. Alfa zarralar musbat zaryadlangan geliy yadrosidir. Alfa zarralar kuchli ionlashtirish va moddalarga kamroq singish xususiyatiga ega. Alfa zarralarning moddada chopishi boshida, energiyasi katta bo‟lganda solishtirma ionlashtirishi, chopish masofasining oxiridagi solishtirma ionlashtirishidan kichik bo‟ladi. energiyasi kichik bo‟lgan 𝛼-zarralar modda atomlari qobiqlaridagi elektronlar bilan yaxshiroq ta‟sirlashadi. Chopish masofasining uchinchi qismida solishtirma ionlashtirishi eng kuchli bo‟ladi. Alfa zarralarning havoda chopish masofasi 3-7 sm, alyuminiyda esa 0,08-0,4 mm dir. Zichligi katta bo‟lgan moddalarda bundan ham kichik. Kishilarning yumshoq tanasida alfa zaqrralarning chopish masofasi mikronlarda o‟lchanadi. Zarralarning biror moddada chopish masofasi deganda zarraning moddada energiyasini to‟liq yo‟qotishigacha o‟tgan masofasini tushunish kerak. Alfa zarralar moddadan o‟tganda atomning elektronlari va yadrolarida elastik sochiladi, atom elektron orbitasidagi elektronlar bilan noelastik to‟qnashadi. Noelastik to‟qnashishda alfa zarraning elektr maydoni atomning tashqi elektronlari bilan ta‟sirlashib, elektronlarni tezlashtiradi, bu elektronlar esa atomlarni ionlashtirish jarayonini hosil qiladi. Turli radioaktiv moddalar tomonidan nurlanayotgan alfa zarralarning energiyasi taxminan 4 MeV dan 9 MeV oraliqda bo‟ladi. Bir element tomonidan nurlanayotgan alfa zarralarning energiyasi taxminan bir xildir. Alfa zarralarning moddada chopish masofasi uzunligi zarraning energiyasiga bog‟liq. Energiyaning ortishi bilan 𝛼- zarraning moddada chopish masofasi qonun bo‟yicha ortadi. Alfa zarralar moddaga tushganda modda atomlarini ionlashtirish uchun o‟z energiyasini sarflaydi. Alfa zarralarning ionlashtirish qobiliyati kuchli bo‟lib, 15 ℃ temperatura va 760 mm Hg da juft ionlar hosil qiladi. Ionlashtirish zichligi havoda 1 sm masofada juft ionga teng. Shuning uchun 𝛼-zarralarning organizm ichkarisiga tushishi juda xavfli bo‟lib, tana sirtida uzoq vaqtlar tuzalmaydigan kuyish jarohatlarini keltirib chiqaradi. Kishi tanasining ustki qismi tushgan 𝛼-zarralarni to‟liq yutadi. Energiyasi 4 MeV dan 9 MeV gacha oraliqda bo‟lgan 𝛼-zarralarning energiyasi va erkin chopish masofasi (R) orasida quyidagi munosabat mavjud: ⁄ (3) Energiyasi katta bo‟lgan 𝛼-zarralarning chopish masofasi-R energiya kvadrati – E 2 ga proportsional. Alfa zarralarning moddadan o‟tishi yo‟lida yutilishi 2-rasmda ko‟rsatilgan. Bu egri chiziqdan ko‟rinadiki, butun yo‟l davomida to ular to‟xtaguncha zarralar soni o‟zgarmaydi. Demak, ushbu manbaning chiqargan barcha alfa zarralarining berilgan moddadagi o‟tgan yo‟li bir xil, ya‟ni ma‟lum izotop tomonidan nurlangan alfa zarralar bir xil energiyaga ega. Shuning uchun alfa zarralar spektri monoenergetikdir. Radiaktiv izotopning yemirilish doimiyligi -qancha katta bo‟lsa, 𝛼-zarraning havoda chopish masofasi shuncha katta bo‟ladi. Bu bog‟lanish Geyger va Netoll qonunidir, ya‟ni lg 𝜆=AlgRa+B. A va B – doimiy sonlar 𝛼-zarralar deskret energetik spektrga ega. Yüklə 1,85 Mb. Dostları ilə paylaş:
|