Протондар əсерiнен орындалатын ядролық реакциялар

Протон оң зарядты бөлшек, оның заряды -бөлшегiнен екi есе кiшi, сондықтан да ядро тарапынан тебу күшi аз. Осыған сəйкес олар ядро iшiнде потенциал тосқауылдан жеңiл өте алады. Сондықтан да протон тарапынан орындалатын ядролық реакция -бөлшегi мен салыстырғанда аз энергия қажет етедi.

Ядролық реакция үшiн жылдам протон қажет болса, онда оның энергиясы бiрнеше мегаэлектронвольттан ондаған мегаэлектронвольт аралығында болу керек, ондай энергияны үдеткiш (кəдiмгi циклотрон) арқылы алуға болады. Барлық ядроларда протон əсерiнен жүретiн ядролық реакциялар, негiзiнен үлкен энергия арқылы орындалады. Осындай реакцияларға мысал келтiрсек:

₁ H ¹ ₁ p ¹ ₁ H ² ₁ e _e

₁ H ² ₁ p ¹ ₂ He ³

~ 216 ~

₁ H ³ ₁ p ¹ ₂ He ⁴

₂ He ³ ₁ p ¹ ₂ He ⁴ ₁ e _e

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

₃ Li ⁷ ₁ p ¹ 2₂ He ⁴

т.б. реакцияларды қарастыруға болады.

Осылайша протондардың əсерiнен орындалатын реакция нəтижесiнде ₃Li⁶; ₃Li⁷; ₅B¹¹ атом ядролары, -бөлшегiне

жiктеледi. Осындай жiктелу кезiнде үлкен мөлшерде энергия бөлiнедi. Мысалы, ₃ Li ⁷ ₁ p ¹ 2₂ He ⁴ реакциясы орындалғанда бiр акт жiктелуде 17,25 Мэв энергия бөлiнедi.

Егер жiктелу ₃ Li ⁷ -нiң 1 грамында орындалса, онда 4 10⁸

орындалады. Сондықтан да ₃ Li ⁷ байқаларлықтай мөлшердегi

ядролық түрлену орындалу үшiн, өте көптеген протондарды үдету қажет. Протонды үдетуге шығындалған энергия, ядролық реакция нəтижесiнде алынатын энергияны арттыруға əкеп соғады. Өте жоғары энергиялы протондар ғана, күрделi ядроларды жеке нуклондарға жiктей алады, оны бақылау нəтижесiнде қалың қабатты фотоэмульсия көмегiмен жұлдызша деп аталатын реакцияларды алуға болады. Протон əсерiнен орындалатын ядролық реакция атом ядросының құрылымын (құрылымын) жəне қасиеттерiн анықтауда, сонымен қатар ядролық күш өрiсiн зерттеуге мəнi өте үлкен.

Протондар əсерi арқылы реакцияны бiрiншi 1932 жылы жүзеге асырған Кокфорт жəне Уолтон болатын. Олар осы ядролық реакция үшiн үдеткiштi қолданып, протон мен литий ядросының арасындағы реакцияны алды:

₃ Li ⁶ (p,) ₂ He ³

~ 217 ~

₃ Li ⁷ (p,) ₂ He ⁴

Кейбiр жағдайларда атом ядросы протонды жəй қармау нəтижесiнде артық энергиясын қатқыл -квант түрiнде

шығарады.

Физика мен техниканың интенсивтi дамуына байланысты, қазiргi кезде үдеткiште үдетуге зарядталған бөлшек протон алынады, ол арқылы бiрнеше мегаэлектронвольттан жүздеген гигаэлектронвольтқа дейiнгi энергиялар алынды. Осы үдетiлген протондар, атом ядросы мен элементар бөлшектердi зерттеу үшiн өте ыңғайлы қуатты құрал болып табылады.