Табиғи және жасанды радиоактивтілік.

Радиоактивті ыдырау заңы. Радиоактивті ыдырау нəтижесінде радиактивті элементтің атом саны азая береді. Радиоактивті элемент атомының саны 2 есе азаюға кеткен уақытты жартылай ыдырау периоды (Т) деп атайды.Мысалы, полоний элементтерінің жартылай ыдырау периоды 140-күнге тең. 1г. полонийдің 140 күн өткеннен кейін 0,5 грамы қалады. Ал уранның периоды Τ = 4.5⋅10⁹ жыл. dt уақыт ішінде ыдырайтын атомдар саны dN радиоактивті элементтің атомдар санына (N) жəне уақытқа тура пропорционал болады, яғни осыдан қысқа тура пропорционал болады, яғни осыдан

dN ≈ N,dN ≈ dt,dN = −λdtN;

мұндағы: λ -берілген элементтің ыдырау тұрақтысы. «-»-уақыт өткен сайын радиоактивті элемент атомының азая беретінін көрсетеді. , егер осы теңдеуді 0-ден t-ға дейін интегралдасақ, онда мына теңдеуден шығады N=-N₀ e^-λt

мұндағы: N0 -бастапқы кездегі элементтің атом саны, N-t уақыт өткеннен

кейінгі қалған атом саны, бұл қатынас радиоактивтік ыдырау заңы деп

аталады. Заңның графигі көрсетілген. Радиоактивті элементте 1 секунд ішінде атомдардың ыдырау санын осы элементтің активтігі деп атайды, яғни:

A=

Активтіктің бірлігіне Беккерель (Бк) алынады. Ядролық физика – ең жас ғылымдардың бірі, ол атом ядросының құрылымымен қасиеттері жəне ауысулары жайлы ғылым. ІХ ғасырдың аяғына дейін атом ядросы туралы мəліметтер белгісіз болды: атом заттың ұсақ, бөлінбейтін бөлшегі болып саналады. 1895 жылы катод жəне рентген сəулелерінің жəне 1896 жылы табиғи радиоактивтіліктің ашылуы, барлық элементтердің атомдарының құрылымдарында ұқсастық бар екендігін көрсетті. Қазіргі кезде көптеген процестер өз еркінсіз, ешқандай əсерсіз (спонтанно) жүретіні белгілі. Олар радиоактивті ыдырау заңы арқылы өтетін болғандықтан, бұл заңды радиоактивтілік деп атаған. Радиоактивті процестерге α - ыдырау, β - ыдырау жəне γ - сəулелену жатады. Атом ядросындағы бета-ыдырау - əлсіз əсерлер тудырушы процесс. Əлсіз əсерлесу күшті жəне электромагниттіктен бірнеше есе əлсіз, бірақ гравитациялықтан көбірек күшті. Əлсіз əсерлесудің қарапайым актілері, əлсіз өрістің фундаментальды квант бөлшектерінің (фермиондармен) – қадай-да бір үш көлемді базондардың («+» немесе «-» зарядталған жəне нейтрал) шығарылуы немесе жұтылуы болып табылады. Фундаментальды бөлшектердің ішінде салыстырмалы жеңіл (электрон, позитрон,мюон) жəне мүлдем массасы болмайтын (нейтрино), сонымен қатар əрдайым нуклондарға жəне басқа қарапайым бөлшектерге байланысқан ауырлау күшті əсерлесуші кварктар болады. Сондықтан əлсіз əсерлер (атом ядросындағы) кварктық жүйеге байланысқан ыдырау кезінде, жекеше қарастырғанда атом ядросындағы еркін нуклондар, сонымен қатар, əлсіз əсерлесу нəтижесінде жүретін кейбір реакцияларда қарастырылады. Əлсіз өріс кванттарының массасының үлкен болғандығынан бұл əсердің радиусы өте кішкентай (≤ 10^-15 см), сондықтан осы уақытқа дейін оны кеңістіктегі уақыт бойынша, қандай-да бір нүктедегі ядродағы протонның позитрон мен нейтрино шығаратын (бөлінетін), нейтронға айналатын нүктелік 4 фермионды əсер деп қарастыруы ядроның бета-ыдырауына байланысты көптеген сұрақтарда əлсіз əсерлесуді нүктелік жуықтап қарастыру ретінде негізделген. Бұл дипломдық жұмыста атом ядросындағы бета-ыдырау үшін əлсіз əсерлесулер қарастырылады.

Альфа-ыдырау. Химиялық элементтердің радиоактивті ядроларының изотоптары альфа-бөлшектерді бөледі. Ауыр ядролар үшін альфа-ыдырау сипаты тән.

Бета-ыдырау. Бұл кезде ядро изотоптарының элементтері өзбеттерімен электрондарды шығарады.

Гамма–ыдырау. Атомдардың номерлерімен массалар санының өзгертілуінсіз, массасы мен зарядтары жоқ, фотонның элементарлы бөлшектері түріндегі изотоп элементтерінің көп мөлшердегі энергияларының ядролардың қозулары нәтижесінде шығарылатын жағдай.

Дата добавления: 2015-10-29