ЯДРОЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАРДЫҢ ФИЗИКАСЫ

Атом ядросының түрленуі əртүрлі себептерден болады. Атом ядросы элементар бөлшектермен немесе бір-бірімен өзара əсерлесуі кезінде болатын өзгерістер (ядроның түрленуі) ядролық реакция деп аталады.

Бөлшектер ядроға өте жақын келу үшін оған ядролық күштер əсер етіп, ядро сферасына енгізген кезде ғана ядролық реакция орындалады. Оң зарядталған бөлшектер ядроларға жақындау үшін, оған өте үлкен кинетикалық энергия қажет болады. Мұндай энергияны бөлшектер мен иондарға үдеткіштер көмегі арқылы беруге болады. Ядролық реакцияларды жүзеге асыру үшін, радиоактивті элементтер шығаратын: протондар, нейтрондар, альфа бөлшектер жəне ауыр иондарды үдеткіштер көмегімен үдету арқылы үлкен энергия беріледі. Үдеткіш көмегімен альфа бөлшегіне 9 Мэв, ал басқа бөлшектерге 10 Мэв-ке дейін энергияберуге болады. Сол сияқты ядролық реакцияларға протондар мен нейтрондарды пайдалануға болады. Ядролық реакция арқылы гелий ядросының өзінде, жылдамдатуға болады.

Мысалы:

₃ Li ⁷ ₁ p ¹ ₂ He ⁴ ₂ He ⁴; ₂ He ⁴ ₁ p ¹ ₂ He ⁴ n ₁ e _e;

₃ Li ⁶ ₁ p ¹ ₂ He ⁴ ₂ He ³; ₁ H ¹ ₁ p ¹ ₁ H ² ₁ e _e; ₁ H ² ₁ p ¹ ₂ He ³;

₁ H ³ ₁ p ¹ ₂ He ⁴;

Атом ядросын шапшаң электронмен атқылағанда одан нейтрон, электрон жəне сол элементтің басқа ядросы (изотопы) бөлініп шығады.

₄ Be ⁹ ₁ e ₄ Be ⁸ n ₁ e

₄ Be ⁸ ₂ He ⁴ ₂ He ⁴

бұл ядро 4Ве⁸–орнықсыз, ол екі альфа бөлшегіне бөлінеді. Нейртондардың зарядтары жоқ, олар атом ядросының ішіне

кедергісіз өтіп, олардың түрленуін туғызады. Мысалы:

~ 211 ~

₁₃ Al ²⁷ n ₁₁ Na ²⁴ ₂ He ⁴; ₃ Li ⁶ n ₂ He ⁴ ₁ H ³;

₇ N ¹⁴ n ₆ C ¹⁴ ₁ p ¹;

₅ B ¹⁰ n ₃ Li ⁷ ₂ He ⁴;

Бұл шапшаң нейтрондардың əсерінен болады. Егер баяу нейтрондар əсерін қалыптастырсақ, онда нейтрон ядро маңында қозғалыста болып, оларды жанап өтіп бір кезде реакция тудырады. Баяу нейтрондар тез əсерлеседі. Сондықтан нейтрондарды баяулатқан жөн.

Br ⁷⁹ n Br ⁸⁰ - бұл γ-активті; Ag ¹⁰⁷ n Ag ¹⁰⁸;

Ag ¹⁰⁹ n Ag ¹¹⁰;

Ag ¹⁰⁸, Ag ¹¹⁰ -активті.

Қазіргі кезде көптеген жасанды радиоактивті заттар, ядролық реакция нəтижесінде алынды. Радиоактивті зат ыдырау нəтижесінде басқа зат ядросын түзеді, ол радиоактивті болуы да, болмауы да (орнықты) мүмкін. Егер радиоактивті болса ол тағы ыдырап, одан əрі тізбек түзеді, яғни радиоактивті əулет түзеді. Мысал ретінде жасанды химиялық элемент изотопы нептунийді

алуға болады (₉₃ Np²³²).

Атом ядросы түрлену кезінде зарядталған бөлшектер шығарумен қатар, зарядталған бөлшектерді қармап ядролық реакциялар түзеді. Осындай көптеген атомдық ядролар электрондарды, электрондық К-қабаттан қармайтын қабілеті болады, оны К-қармау деп атаймыз.

Радиоактивті түрлену кезінде атом ядросынан электрон бөлініп шығатын болса, онда түрлену кезінде нейтроннан-протон-электрон-электронды анти нейтрин бөлініп шығады.

n ¹ ₁ p ¹ ₁ e ^~ _e электронның бөліну реакциясы ₁ p ¹ ₁ e ⁰ n ¹ _e электронды қармау

₁ p ¹ ₀ n ¹ ₁ e ⁰ _e позитрондық ыдырау.

~ 212 ~