Microsoft Word nuva-elektron vers[1]. Sajida Abdulvahabova doc



Yüklə 78,91 Kb.
Pdf görüntüsü
səhifə1/3
tarix22.05.2022
ölçüsü78,91 Kb.
#58968
  1   2   3
muhazire 01



NÜVƏ FİZİKASI 
 
1. Nüvə fizikasına giriş. Atom nüvəsinin tərkibi. İzotoplar, izotonlar, izobarlar, nuklon anlayışı
 
Nüvə fizikasına giriş.
Nüvə fizikası javan elm sahələrindən biridir. XIX əsrin axırlarına qədər atom nüvəsi haqqında elmə 
heç bir şey bəlli deyildi və atom bölünməz hissəjik kimi qəbul edilirdi. Nüvə fizikasının inkişafını şərti olaraq 
üç dövrə ayırmaq olar. Birinji dövr (1896 -1932) atomun quruluşu haqqında ümumi anlayışların 
müəyyənləşdirildiyi dövrdür. Bölünməz sayılan atomun quruluşu haqqında ilk fikirlər Anri Bekkerel 
tərəfindən 1896-jı ildə uranın radioaktivlik xassəsinin kəşfi ilə əlaqədardır. Pyer-Küri və Mariya 
Skladovskayanın apardığı təjrübələr radioaktivliyin kənar şərtlərdən asılı olmayıb, məhz uranın özünə xas 
olduğunu göstərmişdir. Sonralar, onlar radioaktivlik xassəsinə malik olan bir neçə element də kəşf etmişlər. 
Bu kəşflərdən sonra radioaktivlik Rezerford tərəfindən təjrübi metodlarla ətraflı öyrənilir. Təjrübələrdən 
məlum olur ki, radioaktiv elementlər üç jür: 
α-, β- və γ- şüaları buraxır. Beta şüaları yüksək enercili 
elektronlar selindən, alfa şüaları isə müsbət yüklü zərrəjiklərdən ibarətdir. Qamma şüaları Rentgen şüalarına 
analoci olan, lakin onlardan daha sərt olan şüalardır. 
α- və β- şüaları maqnit sahəsində əks istiqamətlərə 
meyl etdiyi halda
γ- şüalarına maqnit sahəsi təsir etmir. 
1897-ji ildə J.Tomson tərəfindən elektronun kəşf edilməsi (bu tarix ilk elementar zərrəjiyin kəşf tarixi 
kimi qəbul edilir), radioaktivlik və fotoeffekt hadisələri atomun mürəkkəb quruluşa malik olması haqqında 
mülahizələrin meydana çıxmasına səbəb oldu. J.Tomson tərəfindən verilən atomun ilk modelinə görə atom 
müsbət yüklərin bərabər paylandığı kürədən ibarətdir. Mənfi yüklü elektronlar bu kürənin içərisində yerləşib, 
müsbət yüklərlə Kulon qarşı-lıqlı tə’sirdə olur. Rezerfordun 
α -zərrəjiklərin atomlardan səpilməsi ilə apardığı 
təjrübələr Tomsonun atom modelinin doğru olmamasını göstərdi. 1911-ji ildə Rezerford atomun planetar 
modelini verir. Bu modelə görə atom ölçüsü 10
-15
m olan müsbət yüklü ağır nüvədən və onun ətrafında 
fırlanan elektronlardan ibarətdir. Sonralar N.Bor kvant mexanikasına əsasən Rezerford modelini inkişaf 
etdirdi.
Nüvə fizikasının sonrakı inkişafı laboratoriya şəraitində nüvə reaksiyalarının aparılması, stabil izotopların 
(eyni sıra nömrəsinə malik olub, müxtəlif kütləli atomlar) kəşfi, 
α- çevrilmənin nəzəriyyəsinin verilməsi ilə 
ə
laqədardır. P.Dirak elektronun relyativistik nəzəriyyəsini işləyir, antizərrəjik anlayışını verir. Nüvənin 
hərtərəfli öyrənilməsi üçün texniki metodlar işlənib hazırlanır. 
Nüvə fizikasının inkişafının ikinji dövrünə (1932-1949) müasir nüvə fizikasının ilkin tarixi kimi baxmaq 
olar. 1932-ji ildə Ç.Çedvik tərəfindən neytron kəşf edilir. Bir-birlərindən asılı olmayaraq, D.İvanenko və 
V.Heyzenberq nüvənin neytron-proton modelini verirlər. Bu modelə görə nüvə Z sayda pro-tondan və N
sayda neytrondan ibarətdir 
İ.Küri və F.Colio-Küri tərəfindən sün’i radioaktivlik, İ.Kurçatov tərəfindən isə nüvə izomerləri (proton 
və neytronlarının sayı eyni olub, yaşama müddətləri müxtəlif olan nüvələr) kəşf edilir. 
1939-ju ildə O.Qan və F.Ştrasman tərəfindən uran nüvəsinin neytronlarla bölünməsi kəşf edilir. Bir 
qədər sonra Q.Flyorov və K.Petrcak uranın özbaşına bölünməsini müəyyən edirlər. 1942-ji ildə E.Ferminin 
rəhbərliyi altında dünyada ilk dəfə olaraq ABŞ-da nüvə reaktoru işə salınır.
Kosmik şüaların tədqiqi nətijəsində 1938-ji ildə
µ - mezonlar, 1947-ji ildə isə π - mezonlar kəşf edilir. 
1947–ji ildə Berklidə (ABŞ) protonları 330 Mev–ə qədər, 1949-ju ildə isə Dubnada (SSRİ) protonları 440 
MeV–ə qədər sürətləndirən sürətləndirijilər qurulur. Sür’ətləndirijilərin qurulması, yeni zərrəjiklərin kəşfi 
nüvə fizikasında yeni bir bölmənin – elementar zərrəjiklər fizikasının yaranmasına səbəb olur. 
Nüvə fizikasının üçünjü dövrünü atom nüvəsinin quruluşunun, nüvə reaksiyalarının mexanizmlərinin 
ardıjıl öyrənilməsinin müasir dövrü kimi xarakterizə etmək olar. 50-ji illərdə nüvə fizikasının inkişafı 
kosmik fəzanın tədqiqatları ilə əlaqədardır. Kosmik şüaların öyrənilməsi yeni-yeni zərrəjiklərin kəşfinə səbəb 
olmuşdur. Nüvənin bir çox xassələrini müəyyən etməyə imkan verən təjrübələr qoyulmuş, yeni transuran 
elementləri sintez edilmiş, fundamental qarşılıqlı tə’sirlərin kvantları aşkar edilmişdir. Hal-hazırda bu 
qüvvələrin vahid bir nəzəriyyə daxilində izah edilməsi üzərində işlər aparılmaqdadır. 
Nüvə fizikasının qarşısında bir çox məsələlərin həlli, o jümlədən nüvə qüvvələrinin mahiyyətini aşkar 
etmək, istilik nüvə reaksiyalarını idarə etmək, elementar zərrəjiklər fizikasının bir sıra digər problemlərinin
açılması durur.


Nüvə fizikası fundamental elm olub digər elmlərin inkişafına böyük təsir göstərir. Həqiqətən atom nüvəsi 
təbiətin əsasını təşkil edir. Nüvə iki yeni qarşılıqlı tə’sirin kəşfinə səbəb olmuşdur: nüvədə zərrəjikləri 
saxlayan güjlü qarşılıqlı tə'sir və onların çevrilməsinə səbəb olan zəif qarşılıqlı tə’sir. Nüvə və elementar 
zərrəjiklərdə baş verən hadisələrin öyrənilməsi bizi əhatə edən dünya, daha geniş mənada, Kainat haqqında 
təsəvvürlərimizin dəyişməsinə səbəb olur.
Nüvənin kütləsi və yükü atomun elektron quruluşunda böyük rol oynadığından atomun fiziki və kimyəvi 
xassələrinə də təsir edir. Nüvənin quruluşunu öyrənməklə elementlərin fiziki-kimyəvi xassələri barədə 
məlumatlar vermək olur. 
Yerdə əsas enerci mənbəyi Günəş enercisidir. Günəş və ulduzlarda gedən proseslər istilik nüvə 
reaksiyalarının hesabına baş verir. İstilik nüvə reaksiyalarının öyrənilməsi və kosmik şüaların tədqiqi Kainatda 
baş verən prosesləri müəyyən etməyə imkan verir. 
Geoloci tədqiqatlarda təbii radioaktivlikdən daha geniş istifadə edilir. Süxurlarda radioaktiv elementlərin 
miqdarı ilə parçalanma zamanı yaranan stabil elementlərin miqdarını müqayisə etməklə süxurun yaşını 
müəyyən etmək olur. Bu üsulla Yerin yaşının 2
⋅10
9
il olması müəyyən edilmişdir. 
Radioaktiv qanunauyğunluqlardan arxeologiyada da istifadə edilir. Radiokarbon şüalanma vasitəsilə 
qədim əşyaların və tarixi abidələrin yaşını müəyyən etmək mümkündür. Məsələn, 1 kq təzə ağaj parçasında və 
1 kq qədim ağaj parçasında 
6
S
14
izotopunun miqdarını müqayisə etməklə qədim ağaj parçasının yaşını 
hesablamaq olur. 
Təbabətdə də nüvə fizikasından istfadə edilir. Təbii və sün’i radioaktiv izotoplar müəyyən xəstəliklərin
müalijəsinə tətbiq edilir. 
Nüvə fizikası nüvə enercisi və nüvə texnikasının elmi-nəzəri əsasıdır. Yer üzərində yanajaq mənbələri 
tükəndiyindən atom enercisi və istilik nüvə enercisindən istifadə etmək aktual məsələlərdən biridir. Bundan 
başqa, nüvə enercisindən hərbi məqsədlər üçün istifadə edildiyindən, nüvə bombaları dövlətin daxili və xariji 
siyasətinə təsir edir. 
Nüvə texnikasının təkmilləşməsi, yüksək göstərijili sürətləndirijilərin qurulması yeni kimyəvi 
elementlərin və zərrəjiklərin aşkar edilməsində əsas mənbədir. Yer üzərində müşahidə olunan nüvələr əsas 
halda olduqlarından onların həyəjanlanma hallarının öyrənilməsi anjaq sürətləndirijilərin vasitəsilə yerinə 
yetirilir. 
Qeyd etmək lazımdır ki, nüvə fizikası bir çox elm sahələrində istifadə edildiyi kimi, onun inkişafına da 
digər elm və texniki sahələr təsir edir. Fizikanın digər sahələrində olduğu kimi nüvə fizikasını riyaziyyatdan 
kənar təsəvvür etmək mümkün deyildir. Hesablama maşınlarında müəyyən fiziki hesablamaları aparmaqdan 
ötrü xüsusi proqramlar işlənib hazırlanır. Sürətləndirijilərin, detektorların və iz jihazlarının qurulması anjaq 
texniki tərəqqi əsasında yerinə yetirilə bilər. 
Nüvə fizikasında çox kiçik məsafələrdə və bir elementar zərrəjiyə düşən enercinin böyük qiymətlərində baş 
verən proseslər öyrənilir. 
Astronomların istinad etdikləri kimi məsafənin maksimum qiyməti Kainat qapalı olarsa onun ölçüləridir. 
Bu qiymət 10
26
m-dir. Nüvə fizikasında isə məsafənin yuxarı sərhədi olaraq atomun ölçüsü 10
-10 

götürülür. 10
-15
m nüvə fizikasının əsas bölmələrindən olan alçaq enercili zərrəjiklər fizikası üçün xarakterik 
məsafə, 10
-15 
- 10
-18
m oblastı isə yüksək enercili zərrəjiklər fizikasına aid olan məsafədir. Məsafənin aşağı 
sərhədi hələlik dəqiq mə’lum deyildir. 10
-18
m –dən kiçik məsafələrdə adi fəza - zaman anlayışı ola bilər ki
öz mə’nasını itirsin və yaxud diskret qiymətlər alsın. Nüvə fizikasında məsafə vahidi olaraq m və ya Fermi
(F) götürülür. 1F = 10
-15
m-dir. Axırınjı vahid bə’zən femtometr də adlanır. 
Kinetik enercinin minimum qiyməti sıfırdır. Anjaq nüvə fizikasında enercinin aşağı sərhədi olaraq 
elektronun atomdakı rabitə enercisi götürülür. Bu təxminən 10
-10
Erq-dir. İnsan tərəfindən alınan ən yüksək 
enerci isə hələlik 0,1Erq-dir. Mksimum enerci kosmik şüalardakı zərrəjiklərin enercilərində müşahidə 
edilmişdir. Bu enerci 10
-20
eV-dur. Bəlkə də sür’ətin maksimum qiyməti işıq sür’ətindən böyük olmadığı kimi, 
enercinin maksimum qiyməti üçün də yuxarıdan məhdudiyyət vardır. 
Nüvə fizikasında enerci vahidi olaraq elektronvolt (eV) götürülür. 1 eV enerci nüvə fizikasında çox kiçik 
vahid olduğundan (1eV=1,6
⋅10
-12
Erq) kiloelektronvoltdan (keV), meqaelektronvoltdan (MeV) və 
qiqaelektronvoltdan (QeV) istifadə edilir: 
1keV = 10
3
eV =1,6 10 
-9 
Erq, 
1MeV = 10
6
eV =1,6 10 
-6 
Erq, 
1QeV = 10

eV=1,6 10 
-3
Erq. 


Axırınjı vahid bə’zən BeV ilə də işarə edilir. 
Atom nüvəsi üçün xarakterik enerci vahidi MeV-dir. Nüvədən onu təşkil edən zərrəjiklərdən birini 
qoparmaqdan ötrü bir neçə MeV enerci lazımdır. 
Nüvə fizikasında proseslər geniş zaman inter-valında baş verir. Proseslərin baş vermə müddəti
xarakterik nüvə müddəti adlanan zaman ilə müqayisə edilir. Xarakterik nüvə müddəti bir elementar zərrəjiyin 
nüvənin daxilindən keçib getməsi üçün lazım olan zamandır. Nüvənin diametrini təxminən 5
⋅10
-15
m, onun 
daxilində proton və neytronun sür’ətini 10

m/s götürsək, xarakterik nüvə müddəti üçün 10
-22
s alınar. 10
-22
saniyədən böyük müddətlər nüvə fizikasında böyük zaman hesab edilir. Laboratoriyalarda qeydiyyata alınan 
qeyri-dayanıqlı zərrəjiklərin yaşama müddətləri 10
-24
s tərtibindədir. Maksimum zaman isə 10
18
s-dir. Bu 
zaman müasir elmi baxışlara görə Kainatın yaşıdır. 
Nüvələrin və elementar zərrəjiklərin kütlələri müxtəlif sərhəddə dəyişir. Qeјd edək ki, nüvə və elementar 
zərrəjiklərin kütləsi dedikdə onların sükunət kütlələri başa düşülür. Kütlələri 2
⋅10
-27
kq –dan 5
⋅10
-27
kq-a 
qədər olan nüvələr mə’lumdur. Elementar zərrəjiklərdən ən yüngülü sayılan elektronun kütləsi 10
-30
kq, ən 
ağır sayılan 
∆ rezonansın kütləsi isə 6⋅10
-27
kq-dır. Bundan başqa, kütlələri sıfır olan zərrəjiklər də mə’lumdur
(
γ kvant, ola bilər ki, neytrino). 
Nüvələr üçün kütlə vahidi olaraq adətən atom kütlə vahidi götürülür. Qeyd edək ki, bir atom kütlə 
vahidinə 931,6 MeV enerci uyğun gəlir. Atomun elektron təbəqəsinin kütləsi nüvənin kütləsinə nəzərən 
çox jüz’i olduğundan nüvənin kütləsi demək olar ki, atomun kütləsi ilə üst-üstə düşür. 
Elementar zərrəjiklərin kütlələrini Eynşteynin: 
E=mc

düsturuna görə enerci vahidlərində ölçmək mümkündür. Enercini meqaelektonvoltlarla ölçdükdə impuls 
MeV/s, kütlə isə MeV/s
2
vahidlərində götürülür. Anjaq çox vaxt zərrəjiklərin kütləsi bilavasitə MeV 
vahidlərində ölçülür. 

Yüklə 78,91 Kb.

Dostları ilə paylaş:
  1   2   3




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin