Mühazirənin planı: Maddələrin qruluşu və xassəsi Süni və təbii radioaktivlik



Yüklə 0,8 Mb.
səhifə1/9
tarix08.10.2017
ölçüsü0,8 Mb.
növüMühazirə
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


AZƏRBƏRBAYCAN RESPUBLİKASI KƏND TƏSƏRRÜFATI NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ
BAYTARLIQ TƏBABƏTİ VƏ ZOOMÜHƏNDİSLİK FAKULTƏSİ
"YOLUXMAYAN XƏSTƏLİKLƏR" KAFEDRASI”
MÜHAZİRƏNİN MÖVZUSU:
NÜVƏ FİZİKASININ ELEMENTLƏRİ

MÜHAZİRƏÇİ:
DOSENT CƏFƏROV XANZADƏ XƏLİL OĞLU.

GƏNCƏ-2017

Mövzu 1
NÜVƏ FİZİKASININ ELEMENTLƏRİ
Mühazirənin planı:


  1. Maddələrin qruluşu və xassəsi

  2. Süni və təbii radioaktivlik

  3. Süni radioaktiv izotoplar və bunların yaranması

  4. Radioaktiv parçalanma qanunu

  5. Nüvə reaksiyaları

  6. Radioaktiv elementlərin tam bölünmə dövrü

  7. Nüvənin bölünməsi,zəncirvari nüvə reaksiyası.


Mühazirə mətninə müvafiq ədəbiyyat siyahısı.
1. Cəfərov X. X. Baytarlıq radiobiologiyası 2012
2. Cəfərov X. X. Radiobiologiya 1987
Bizi əhatə edən bütün cisimlər çox kiçik zərrəciklərdən molekullardan təşkil olunmuşdur. Molekul cismi əmələ gətirən maddənin tərkibini və kimyəvi xassəsini özündə saxlayan ən kiçik hissəsidir. Molekullar da öz növbələrində bir və ya bir neçə atomdan təşkil olunmuşlar. Atomlar həm öz fıziki və kimyəvi xassələri, həm də ölçüləri və kütlələri ilə bir-birindən fərqlənirlər. Kimyəvi xassələri eyni olan atomlar növü kimyəvi element adlanır.

Molekul və atomların kütlələri həddindən artıq kiçik bir kəmiyyət olduqlarından onları xarakterizə etmək üçün atom kütlə vahidi (a.k.v.) adlanan xüsusi vahiddən istifadə olunur. Hal-hazırda atom kütlə vahidi olaraq C12 izotopu (izotop haqqında sonraya bax) kütləsinin 1/12-i qəbul olunmuşdur. Bu vahid karbon vahidi (k.v.) adlanır. Deməli, molekul və atom çəkisi (kütləsi) adsız kəmiyyət olub, verilmiş molekulun və elementin atom kütləsinin C12 izotopu kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə böyük olduğunu göstərir.

Kimyada kütlə vahidi qramlarla yanaşı xüsusi çəki ölçüləri qram-atom (q-atom) və qram-molekul (q-mol) da işlədilir. Sayca elementin atom (maddənin molekul) çəkisinə bərabər qramlarla miqdarına, həmin elementin (maddənin) qram-atomu (qram-molekulu) deyilir. Bu ölçülər maddənin kütləsini göstərməklə bərabər bu kütləni təşkil edən molekul və atomların sayını da göstərir. Belə ki, hər hansı elementin (maddənin) qram-atomunda (qram-molekulunda) 6,023.1023 sayda atom (molekul) vardır ki, bu da Avoqadro ədədi adlanır.

XIX əsrin sonuna kimi belə güman edilirdi ki, atomlar bölünməzdir. Ancaq XIX əsrin sonu və XX əsrin əvvəllərində aparılan bir sıra tədqiqatlar nəticəsində məlum oldu ki, atom mürəkkəb bir sistem olub, nüvədən və nüvə ətrafında fırlanan elektronlardan təşkil olunmuşdur. Müxtəlif elementlərin, atomlarının diametrlərinin ölçüləri bir-birindən az fərqlənirlər və təxminən 10-8 sm-ə bərabər olurlar. Nüvələrin ölçusü isə 10-13—10-12 sm tərtibində olur.

Elektronun kütləsi çox kiçik bir kəmiyyət olduğundan atomun kütləsini onun nüvəsi ifadə edir. Nüvənin sıxlığı çox böyük bir kəmiyyət olub 2.1014 q/sm3bərabərdir, başqa sözlə 1 sm3 nüvənin çəkisi iki yüz milyon tona bərabərdir. Atom nüvəsi də mürəkkəb bir sistem olub nüvə zərrəciklərindən - protonlardan (p) və neytronlardan (n) təşkil olunmuşdur. Proton və neytronlara başqa sözlə nuklonlar da deyilir. Nuklonlardan biri protonda (p) bir müsbət elektrik yükü daşıyır. Digəri neytron (n) isə elektroneytraldır. Proton həm nüvədə, həm də nüvədən xaricdə dayanıqlı olduğu halda, neytron yalnız nüvədə dayanıqlı olur, nüvədən xaricə çıxdıqda çevrilməyə uğrayır. aProton və neytronlar nüvədə nüvə quvvələri adlanan və həmişə qarşılıqlı cəzbetmə qüvvəsi kimi təzahür edən qüvvə ilə möhkəm bağlanmışlar. Nüvə qüvvələri elektromaqnit və cazibə qüvvələrindən fərqli olaraq olduqca böyük qiymətə malik olub təsir radiusu 10-12 sm-ə (nüvənin ölçüsü) bərabərdir.

Proton və neytronun kütlələri uyğun olaraq; 1,00757 və 1,00893 karbon vahidinə (k.v.) bərabərdir. Neytronlarla birlikdə protonların sayı elementin atom kütləsinin yuvarlaq qiymətini göstərir və kütlə ədədi (A) adlanır. Protonların sayı (Z) nüvədəki müsbət yükün miqdarını göstərir və elementin yük ədədi adlanır. Protonların sayı həmçinin elementin dövri sistem cədvəlindəki sıra nömrəsini göstərir. Hər hansı X elementinin yük ədədi Z (protonların sayı), kütlə ədədi A olarsa, həmin elementi simvolik olaraq zXAvə ya Z A A şəklində yazırlar.

Bəzi elementlərin atomlarında protonların sayı (Z) sabit olduğu halda, neytronların sayı (AZ) bir qədər fərqlənirlər. Məsələn, oksiken atomlarının nüvələrində həmişə 8 proton olur, lakin neytronların sayı ya 8, ya 9, ya-da 10 ola bilər. Ona görə də təbiətdə kütlə ədədi 16(8O10) olan oksigen atomları ilə yanaşı həm də kütlə ədədləri 17(8017), 18(8018) olan oksigen atomları da mövcuddur. Nüvələrindəki protonların sayı eyni olub neytronlarının sayı ilə fərqlənən eyni bir elementin ayrı-ayrı atomlar növünə izotop deyilir. İzotoplardan fərqli olaraq təbiətdə elə atomlar olur ki, onların kütlə ədədləri eyni olub nüvələrinin yükü (protonlarının sayı) ilə bir-birindən fərqlənirlər (18Ar40, l9K40,20Ca40 və s.), belə atomlara izobarlar deyilir.

Yuxarıda qeyd olunduğu kimi atomun tərkibinə daxil olan zərrəciklərdənbiri də elektrondur. Elektron kütləsi proton və neytronun kütlələrin təxminən 1840 dəfə kiçik bir elementar mənfı elektrik yükü daşıyan çox kiçik bir zərrəcikdir, Elektronu şərti olaraq e-,_1e0,- simvollarından biri ilə işarə edirlər. Neytral atomda olan elektronların sayı həmin atomun nuvəsində olan protonların sayına bərabər olur. Hər bir elektron nüvə ətrafında istənilən orbit üzrə yox, yalnız


mvr = n h

2

şərtini ödəyən qərarlaşmış orbitlərdə hərəkət edə bilər. Burada m və v - elektronun və ətrafındakı hərəkət sürəti, r - elektronun yerləşdiyi (hərəkət etdiyi) orbitin radiusu, n - plank sabiti, -isə elektronun enerjisini xarakterizə edən tam (1, 2, 3 ...və s.) ədəddir.

Enerjiləri ilə bir-birinə yaxın olan elektronlar nüvə ətrafında elektron qatlarını əmələ gətirir. Elektron qatları nüvədən başlayaraq latın hərfləri K,L,M,N,0,R,Q kimi göstərilir və atomda belə elektron qatlarının sayı maksimum yeddi ola bilir (Şəkil 1).

Elektron təbəqələri nüvədən uzaqda yerləşdikcə onların saxladıqları elektronların enerjiləri də artır. Ona görə də elektronun bir qatdan başqa bir qata keçməsi enerjinin udulması (əgər elektron nüvədən uzaqlaşırsa) və ya ayrılması (əgər elektron nüvəyə yaxınlaşırsa) ilə nəticələnir.




описание: d:\xanzade\0001.tif

Şəkil 1. Atomda elektron təbəqələrinin sxematik göstərilməsi.




Kütlə defekti. Kutlə ilə enerjinin əlaqəsi

Atomda olan elektronların kütləsi nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik olduğu üçün atomun kütləsi dedikdə nüvənin kütləsi başa düşülür. Nüvənin proton və neytronlardan təşkil olunduğu artıq bizə məlumdur. Hesablamalar göstərir ki, nüvəni təşkil edən proton və neytronların ayrılıqda kütlələri cəmi həmin sayda proton və neytrondan əmələ gəlmiş nüvənin kütləsindən böyük olur. Meydana çıxan bu kütlə fərqinə kütlə defekti deyilir. Helium nüvəsinin əmələ gəlməsi misalında kütlə defektini hesablaya bilərik. Məlum olduğu kimi, helium atomunun nüvəsi 2 proton və 2 neytrondan ibarətdir. Buna görə də helium atomu nüvəsinin kütləsi 2 protonla 2 neytronun kütlələri cəminə bərabər olmalı idi.


mHe2mp + 2mn=2,100757 + 2,100893 = 4,033 k.B
Həqiqətdə isə helium atomu nüvəsinin kütləsi 4,0028 k.v.-ə bərabərdir. Deməli, helium atomu üçün kütlə defekti aşağıdakı qiymətə bərabər olacaq.
.

Eynşteyn tərəfindən müəyyən edilmişdir ki, cismin kütləsi

E = mc2

düsturu ilə təyin edilən müəyyən enerjiyə ekvivalentdir. Buna kütlə ilə enerjinin ekvivalentliyi qanunu deyilir. Yuxarıdakı eynilikdə E-enerji, m-kütlə, c-işıq sürətidir. Eynilikdən görünür ki, kütlənin dəyişməsi enerjinin dəyişməsinə səbəb olur. Deməli, helium atomu üçün yaranan kütlə defekti müəyyən enerji ekvivalentidir. Bu enerji isə nüvənin rabitə enerjisinə uyğun gəlir. Nüvənin rabitə enerjisi nüvəni öz tərkib hissələrinə parçalamaq üçün və ya başqa sözlə nuklonları bir-birindən ayırıb qarşılıqlı təsirdə olmayacaq qədər məsafəyə aparmaq üçün lazım olan enerjidir. Beləliklə, aydın olur ki, elementar zərriciklərdən (proton və neytronlardan) nüvənin sintezi zamanı kütlənin bir hissəsi nüvənin rabitə enerjisinə çevrilir. İndi Eynşteyn tənliyindən istifadə edərək helium atomu nüvəsinin rabitə enerjisini hesablamaq olar


1 k.v.-nin təxminən1,6q kütləyə uyğun olduğunu yuxarıda nəzərə alsaq:




Nüvələrin davamlılığını xarakterizə etmək üçün rabitə enerjisi anlayışından da istifadə edilir.

Xüsusi rabitə enerjisi qiymətcə nüvənin rabitə enerjisinin nüvədə olan nuklonların sayına bölünməsindən alınan kəmiyyətə bərabərdir. Onda helium atomu üçün xüsusi rabitə enerjisi () aşağıdakı qiymətə bərabər olacaq:



Nüvə fızikasında enerjini adətən elektronvoltla (ev) ifadə edirlər. Elektronvolt potensiallar fərqi 1 v (Volt) olan elektrik sahəsindən keçərkən elektronun aldığı kinetik enerjidir. Elektronvolt çox kiçik bir kəmiyyət olduğundan, çox vaxt elektronvoltdan milyon dəfə böyük olan meqaelektronvolt (MeV) vahidindən istifadə edirlər.

1 MeV= 1,6 .10-6erq olduğundan helium atomu nüvəsinin rabitə enerjisi 27,2 MeV-ə bərabər olacaq.



Radioaktivlik

Müxtəlif elementlərin atomları nüvələrinin rabitə enerjisi müxtəlif olduğundan onların dayanıqlığı da müxtəlif olur. Dayanıqlıqlarına görə izotoplar 2 yerə bölünür: dayanıqlı və dayanıqsız izotoplar. Dayanıqlığı az olan atom nüvələri öz başlarına parçalana bilirlər, bu zaman yeni element atomu nüvələri və radioaktiv şüalar adlanan xüsusi növlü şüalar əmələ gəlir. Bu hadisə radioaktivlik adlanır. Öz-özünə parçalanan izotop isə radioaktiv izotop adlanır.Təbiətdə mövcud olan maddələrdə baş verən radioaktivlik təbii, süni alınmış maddələrdə baş verən radioaktivlik isə süni radioaktivlik adlanır. Radioaktiv parçalanma zamanı həmişə sistemin kütləsi, enerjisi və elektrik yükləri cəmi saxlanılır.

Radioaktiv şüalar öz xassələrinə görə 3 qrupa ayrılır: alfa(a) betta və qamma () şüalar.

a -şüalar a -hissəcikləri selindən, yəni atom çəkisi 4 və yükü müsbət ikiyə bərabər olan helium atomu nüvələri selindən ibarətdir. Əgər radioaktiv çevrilmə zamanı maddədən a-hissəciklər ayrılırsa, buna a -parçalanma deyilir.

Müxtəlif maddələrin buraxdıqları a -hissəciklərin enerjiləri bir-birindən fərqlənir və ona görə də onlar müxtəlif uçuş sürətinə malik olurlar. Vakuumda a -hissəciklərin sürəti 1,5•109sm/san və ya işıq sürətinin 1/15-1/20 hissəsi qədər olur. a -hissəciklərin qaçış uzunluqları onların enerjiləri ilə düz, mühitin sıxlığı ilə tərs mütənasib olub havada bir neçə santimetr, sıx mühitdə isə adətən 0,1 mm-dən artıq olmur.



a- parçalanma zamanı başlanğıc radioaktiv nüvədən 2-proton və 2 neytron, başqa sözlə helium atomu nüvəsi ayrıldığı üçün yeni əmələ gələcək element atomu nüvəsinin yükü 2, kütləsi isə 4 atom kutlə vahidi qədər az olacaq. Başlanğıc radioaktiv elementi X, əmələ gələn elementi isə y-lə işarə etsək, a -parçalanmanı aşağıdakı kimi göstərmək olar:

a-parçalanmaya misal olaraq radiumun radona çevrilməsini göstərmək olar:


Göründüyü kimi, a-parçalanma zamanı başlanğıc radioaktiv element dövri sistem cədvəlində 2 xana solda yerləşən elementə çevrilir.

şüalar elektron kimi işarə olunur) və pozitron (kütləsi elektronun kütləsinə bərabər, yükünün işarəsi isə müsbət olan hissəcikdir əkimi işarə olunur) selindən ibarətdir. -hissəciklərin enerjilərinin qiyməti çox geniş bir miqyasda 0,1 MeV-lə 2-3 MeV arasında dəyişir. Vakuumda onların sürəti 1110sm/san tərtibində olur-hissəciklərin qaçış uzunluqları isə onların enerjilərindən və yayıldıqları mühitin sıxlığından asılı olaraq dəyişir. Hissəciklərin enerjisindən asılı olaraq orta qaçış uzunluğunun qiyməti havada 10 sm-lə 11 m, alüminium metalında isə 0,05 mm-lə 5,5 mm arasında dəyişir.

Radioaktiv parçalanma - şuaların ayrılması ilə gedirsə belə parçalanma -parçalanma adlanır. - parçalanmanın üç növü məlumdur: -parçalanma, +- parçalanma və elektron-tutma (e-tutma və ya K-tutma).

Əgər elementin nüvəsində onun dayanıqlığının təmin olunm

ası üçün lazım olan miqdardan çox neytron olarsa, bu zaman nüvədə olan neytronlardan birinin protona çevrilməsi baş verə bilər. Bu çevrilmə zamanı protonun alınması ilə yanaşı elektron(-) və elektron antineytrinosu da əmələ gəlir (antiney-trino sükunət kütləsi olmayan işıq sürətinə bərabər yayılma sürətinə malik olan neytral hissəcikdir və v kimi işarə olunur). Belə radioaktiv çevrilmə ~ - parçalanma adlanır və simvolik olaraq belə yazılır:




-çevrilməyə misal olaraq fosforun kükürdə çevrilməsini göstərmək olar:

Göründüyü kimi -parçalanma zamanı neytronlardan birinin protona çevrilməsi nəticəsində nüvədə protonun sayı 1 ədəd artır və başlanğıc radioaktiv element dövri sistem cədvəlində özündən bir xana sonra (sağda) yerləşən başqa bir elementə çevrilir.

-parçalanmadan fərqli olaraq artıq protonu olan bəzi süni radioaktivelementlərin nüvələrindəki protonlardan biri özündən+(pozitron) və elektron neytrinosu (ve) ayırmaqla neytrona çevrilə bilir, belə parçalanma və ya pozitron-parçalanma adlanır. Pozitron parçalanma simvolik olaraq belə göstərilir:


+_parçalanmaya misal olaraq süni alınmış 6C11 -izotopunun bora çevrilməsini göstərmək olar:



+-parçalanma zamanı nüvədən ayrılan pozitron, nüvə ətrafında fırlanan elektronlardan birini qopararaq «pozitron-elektron» cütünü əmələ gətirir. Bu cüt dərhal materiyanın başqa bir varlıq formasına kvanta (t-ezliyi V— olan elektromaqinit rəqslərinə) çevrilir. Deməli +və ya pozitron parçalanma zamanı atomdan zərrəcik yox, foton (hv) ayrılır. Pozitron elektron cütünün bu cür «məhv olması» (kvanta çevrilməsi) prosesi annihilyasiya adlanır. Beləliklə, pozitron (+) parçalanma zamanı radioaktiv element dövri sistem cədvəlində özündən qabaqda (solda) yerləşən başqa bir elementə çevrilir.

- +-parçalanmadan əlavə bəzi radioaktiv elementlərin nüvələri öz elektron örtüklərindən bir elektron tutmaqla dayanıqlı hala keçirlər.

Adətən elektron, nüvəyə ən yaxın olan K-elektron təbəqəsindən tutulur. Ona görə də belə çevrilməyə K tutma da deyilir. K—tutmaya misal civənin radioaktiv Hg197 izotopunun qızıla (AU197) çevrilməsini göstərmək olar:




K-elektron təbəqəsindən tutulmuş elektronun yerinə L-təbəqəsindən, L-təbəqəsinə isə M-təbəqəsindən və s. elektron keçidi baş verir. Hər elektron keçidi zamanı atom özündən kvant şəklində müəyyən qədər enerji buraxır. Beləliklə, K -tutma zamanı atom özündən yalnız kvantlar buraxır.

Əgər nüvəyə elektron L və E-elektron təbəqələrindən keçərsə, onda uyğun olaraq bu proseslər L və E-tutma adlanır. K-tutmaya nəzərən L və E-tutmalara çox az hallarda təsadüf olunur.



Yuxarıda göstərilən çevrilmələr nüvənin ya yükünün, ya kütləsinin və ya həm yükün, həm də kütlənin dəyişməsi ilə baş verirdi. Bu çevrilmələrdən əlavə nüvənin yükünün və kütləsinin «sabit» qalması ilə baş verən çevrilmələr də mövcuddur. Belə ki, hər bir element atomunun nüvəsi öz enerjiləri ilə fərqlənən bir neçə halda ola bilir. Nüvənin mövcud olduğu bu müxtəlif energetik hallar izomerlik adlanır və nüvə özündən enerji verməklə və ya enerji almaqla bir energetik haldan (izomerdən) başqa bir hala (izomerə) keçə bilir. Misal üçün həyəcanlanmış izotopunun -şüalar buraxaraq dayanıqlı hala (başqa bir izomerə) keçməsini göstərmək olar:

-şüalar görünən, infraqırmızı və ultrabənövşəyi şüalar və eyni zamanda rentgen şüaları kimi elektromaqnit rəqsləri selindən ibarətdir. Digər tərəfdən -şüalara müəyyən kütləyə və enerjiyə malik neytral zərrəciklər fotonlar və ya kvantlar kimi baxılır. İnfraqırmızı görünən və ultrabənövşəyi şüalar atom və molekulların həyacanlanmış vəziyyətlərdən normal vəziyyətə keçidləri zamanı, rentgen şüaları isə böyük enerjili elektronların metal, şüşə və s. tərəfindən qəflətən tormozlanması nəticəsində əmələ gəlirlərsə, -şüalar yalnız nüvə çevrilmələri zamanı, nüvənin bir energetik səviyyədan başqa bir energetik səviyyəyə keçidi zamanı əmələ gəlir. Bundan başqa -şüaların dalğa uzunluqları o biri şüaların dalğa uzunluqlarından kiçikdir. -şüalar elektrik və maqnit sahəsinin təsiri altında əyilmir, böyük nüfuzetmə qabiliyyətinə malikdir və vakuumda işıq sürətinə bərabər sürətlə yayılır. Müxtəlif radioaktiv elementlərin buraxdıqları - şüalar öz enerjiləri ilə bir-birindən fərqlənir və 0,01 MeV-lə 3 MeV arasında dəyişir az hallarda onların enerjilərinin qiyməti 8-10 MeV-ə çatır.

AZƏRBƏRBAYCAN RESPUBLİKASI KƏND TƏSƏRRÜFATI NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ
BAYTARLIQ TƏBABƏTİ VƏ ZOOMÜHƏNDİSLİK FAKULTƏSİ
"YOLUXMAYAN XƏSTƏLİKLƏR" KAFEDRASI
MÜHAZİRƏNİN MÖVZUSU:
Təbii və süni radioaktiv izotoplar və radioaktiv parçalanma qanunu

MÜHAZİRƏÇİ:
DOSENT CƏFƏROV XANZADƏ XƏLİL OĞLU.
GƏNCƏ-2017

Mövzu 2
Təbii və süni radioaktiv izotoplar və radioaktiv parçalanma qanunu.

Mühazirənin planı:


  1. Təbii izotopların yayılma mənbəyi

  2. Süni radioaktiv izotopların əmələ gəlməsi

  3. Nüvə reaksiyaları

  4. Radioaktiv parçalanma qanunu

  5. Radioaktiv şüaların maddələrlə qarşılıqlı təsiri


Mühazirə mətninə müvafiq ədəbiyyat siyahısı.
1. Cəfərov X. X. Baytarlıq radiobiologiyası 2012
2. Cəfərov X. X. Radiobiologiya 1987
Radioaktiv izotoplar öz alınmalarına görə 2-qrupa bölünür: təbii və süni. Təbii radioaktiv izotoplar təbiətdə mövcud olan izotoplardır. Təbiətdə daima bu radioaktiv izotopların nüvələrinin parçalanması və yeni elementlərin yaranması prosesi gedir. Təbii radioaktiv elementlərin parçalanması nəticəsində iki cür stabil və qeyri-stabil elementlər alına bilir. Birinci növ elementlər heç bir çevrilməyə uğramır, qeyri-stabil (dayanıqsız) elementlər isə bir neçə aralıq elementlərin alınması mərhələlərindən keçərək son, dayanıqlı bir izotopun alınmasına kimi parçalanır. Başlanğıc radioaktiv elementdən başlayaraq son dayanıqlı izotopa qədər bir-biri ilə genetik bağlı olan elementlər sırasına radioaktiv sıra deyilir. Təbii radioaktiv elementlərin üç sırası (uran, aktinouran, torium sıraları) məlumdur. Hər bir sıranın adı sıranı törədən başlanğıc radioaktiv elementin adı ilə adlanır. Uran sırası aşağıdakı kimi çox pilləli radioaktiv çevrilmədən ibarətdir:

İkinci və üçüncü sıralar isə uyğun olaraq 92U2359oTh232 izotopları ilə başlayıb 82Pb20782Pb208 izotopları ilə sona çatan radioaktiv elementlər sırasında təşkil olunmuşdur. Təbiətdə mövcud olan bu üç sıradan əlavə bir dənə də radioaktiv elementlərin sırası yaradılmışdır. Süni yaradılmış dördüncü sıra neptunium sırasıdır, o, 93Np237 izotopu ilə başlayır və bismutun dayanıqlı 83Bi209 izotopu ilə qurtarır.

Yuxarıda göstərilən üç sıraya daxil olan təbii radioaktiv elementlərdən başqa, təbiətdə bir-biri ilə heç bir genetik əlaqəsi olmayan təxminən 150 müxtəlif təbii radioaktiv izotop mövcuddur. Bioloji cəhətdən əhəmiyyətli olan bu izotoplardan aşağıdakıları göstərmək olar:



Nüvə reaksiyaları
Yuxarıda qeyd olundu ki, dayanıqlığı az olan həm təbii, həm də süni yolla alınmış elementlər öz-özlərinə parçalanaraq yeni elementin nüvələrini əmələ gətirirlər. Bu proses yeni başlanğıc radioaktiv elementin nüvəsinə xaricdən heç bir zərrəcik daxil olmadan baş verirdi. Radioaktiv parçalanmadan fərqli olaraq dayanıqlı nüvələri sürətli zərrəciklərlə bombardman etməklə parçalamaq və yeni element atomu nüvələrini sintez etmək olur. Nüvələrin bu cür çevrilməsinə nüvə reaksiyaları deyilir. Nüvə reaksiyalarını törətmək üçün adətən protonlar (p və ya ıH1 ) neytronlar (n), yüksək enerjili -kvantlar, a-zərrəciklər (2Ne4) deytronlar (ıH2 izotopunun nüvəsi, 1D2 ya 1d2 kimi işarə olunur), tritonlar (1H3—izotopunun nüvəsi, 1T3 və ya 1t3 kimi işarə olunur) selindən istifadə olunur. Neytronun elektrik yükünün olmaması onun atom nüvələrinə daxil olmasını son dərəcə asanlaşdırır. Ona görə də, nüvə çevrilmələrinə nail olmaq üçün neytron ən effektli «mərmi» hesab olunur. Kiçik sürətli neytronlar sürətli neytronlara nisbətən daha əlverişlidir, ona görə də, sürətli neytronları əvvəlcə yavaşıtmaq lazım gəlir. Yavaşıdıcı kimi ağır su (D20), qrafıt və s. istifadə olunur.

Nüvə reaksiyalarının məhsulu yeni element atomu nüvələrindən və xırda zərrəciklərdən (protonlar, neytronlar, -kvantlar, a-zərrəciklər) ibarət olur. Qeyd etmək lazımdır ki, eyni bir nüvəni müxtəlif sürətli (enerjili) zərrəciklərlə bombardman etdikdə reaksiya məhsulu da müxtəlif olur. Məsələn, flüorun 9F19 izotopunun sürəti kiçik olan neytronlarla (enerjisi 1,5 MeV-dən az) bombardman etdikdə belə bir reaksiya baş verir:




Bir qədər sürətli neytronlardan istifadə edildikdə (enerjisi 1,5-3,7 MeV) başqa məhsul alınır:

Əgər çox böyük sürətli neytronlarla 9F19-izotopunun nuvəsi bombardman edilərsə, nüvə bir neçə zərrəciyə parçalanır:

Ağır elementlərin nüvələrinin neytronların təsiri ilə bölünməsi nüvə reaksiyalarının xüsusi bir növünü təşkil edir. Nüvələrin bölünməsi zamanı iki nüvə qəlpə, 2-3 neytron və çoxlu miqdarda enerji ayrılır. Nüvə bölünməsinin müxtəlif variantlarda baş verməsi nəticəsində nüvə qəlpələrin kütlə ədədləri 72-dən 161-ə kimi dəyişə bilir. Onu qeyd etmək kifayətdir ki, nüvənin bölünməsi nəticəsində 250-yə yaxın müxtəlif nüvə-qəlpə alına bilir. Nüvə bölünməsi zamanı azad olan 2-3 neytronun hər biri qonşu nüvəni parçalayır və hər parçalanmanın nəticəsində başqa nüvələri parçalaya biləcək yeni 2-3 neytron əmələ gəlir və s. Beləliklə, bölünən nüvələrin sayı çox sürətlə artır və zəncirvari reaksiya törəyir. Əgər parçalanmaya uğrayan maddə lazımi miqdarda olarsa, nüvələrin bölünməsi partlayış xarakterli və idarə oluna bilməyən şəkildə gedir. Ancaq sərbəst neytronların miqdarını elə nizama salmaq mümkündür ki, hər bir bölünmə aktından sonra bir dənə neytron sərbəst qala bilsin. Sərbəst qalan neytron yalnız bir nüvənin bölünməsinə səbəb olacaq. Nüvə bölünməsi reaksiyasının bu cür idarə olunması nüvə reaktoru adlanan qurğuda həyata keçirilir (şəkil 2).
описание: d:\презентация1\слайд3.jpg

Şəkil 2. Nüvə reaktorunun prinsipial sxemi
A-uran doldurulan reaksiya fəzasıdır. Reaksiya fəzasına neytronların sürətini azaldıb, onlardan nüvələri parçalamaq üçün maksimal istifadə etmək məqsədi ilə qrafıt doldurulur. Nüvələr ilə qarşılıqlı təsirdə olmadan reaksiya sistemindən uçub gedən neytronları geriyə qaytarmaq üçün reaksiya fəzası B-qaytarıcısı ilə əhatə olunur. Reaktoru xaricdən qalın V-köynəyi əhatə edir ki, bu da şüalanmanın qarşısını alır. Xüsusi cihazların köməyi ilə artıq neytronları udan Q-çubuğun (kadmium və ya bordan hazırlanır) avtomatik olaraq dala və qabağa çəkilməsi ilə reaktorun işi nizama salınır. İstidaşıyıcı kimi istifadə olunan su, maye, metal və s. D-borusu ilə keçərək reaktorun daxilindən istiliyi xaricə çıxarır ki, bu istilikdən də müxtəlif məqsədlər üçün istifadə olunur. Nüvə reaktorunda əsas «yanacaq» kimi 92U235, 92U232, 194PU239 izotopları istifadə olunur. Nüvə reaktorunda gedən prosesləri aşağıdakı üç sxemlə göstərmək olar:
92U235+0n1—>qəlpə nüvələri +20n1


94PU239—>qəlpə nüvələri +2on1

İkinci reaksiya bir neçə mərhələdə gedir. Əvvəlcə 92U238 izotopu kiçik sürətli neytronları tutub radioaktiv 92U239 izotopuna çevrilir. Bu izotop isə ~-parçalanmaya uğrayaraq radioaktiv 93NP239 izotopuna çevrilir, axırıncı izotop da parçalanma nəticəsində 94PU239 izotopuna çevrilir.

Nüvə enerjisi almaq üçün ağır elementlərin nüvələrinin bölünməsi reaksiyası ilə yanaşı yüngül nüvələrin birləşməsi reaksiyasından da istifadə edilir, buna yüngül nüvələrin sintezi reaksiyası deyilir. Yüngül nüvələrin sintezi zamanı ayrılan enerji, ağır nüvələrin bölünməsi zamanı ayrılan enerjidən təxminən 10 dəfə çox olur.

Yüngül nüvələrin birləşməsi üçün onlar hökmən yaxınlaşıb bir-birinə toxunmalıdırlar. Nüvələrin itələmə qüvvəsi belə yaxınlaşmaya mane olur. Ona görə sintez reaksiyasının baş verməsi üçün nüvələrə böyük kinetik enerji vermək lazım gəlir. Bunun üçün isə bir neçə milyon dərəcə temperatur tələb olunur. Bu yüksək temperatur isə ağır element atomu nüvələrinin bölünməsi yolu ilə əldə edilir. Bu cür yüksək temperaturda baş verən nüvə reaksiyalarına istilik nüvə reaksiyaları deyilir. İstilik nüvə reaksiyalarına misal olaraq aşağıdakı yüngül nüvələrin birləşməsi reaksiyalarını göstərmək olar:










: img -> page -> tmp
tmp -> Mövzu fəLSƏFƏ onun predmeti, problem dairəsi və CƏmiyyəTDƏ rolu
tmp -> Multikulturalizmə giriş” fənninin predmeti və əhəmiyyəti plan mədəniyyətin sosioloji anlayışı Mədəniyyətin Elementləri
tmp -> Azərbaycan döVLƏt aqrar universiteti MÜHƏNDİSLİk fakultəSİ HƏyat fəALİYYƏTİNİn təHLÜKƏSİZLİYİ kafedrası
tmp -> Mövzu Dövlət və hüququn Plan
tmp -> Yazıya qədərki qaynaqlar. Mixi yazılar və antik ədəbiyyat. "Albaniya tarixi"
tmp -> Dos. Azad Mustafa oğlu Bayramov Azərbaycan Dövlət Aqrar Universiteti İctimai elmlər və Multikulturalizm kafedrası
tmp -> 27 aprel 2017-ci IL tariXLİ İclasinin protokolundan çixariş EŞ 09 1
tmp -> Yazıya qədərki qaynaqlar. Mixi yazılar və antik ədəbiyyat. "Albaniya tarixi"
tmp -> Azərbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ


Dostları ilə paylaş:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə