ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
94. Нейтронның ашылуы
Атом ядроларының жасанды түрленуі. Адамзат тарихында бірінші рет ядронын жасанды түрленуін 1919 жылы Резерфорд іске асырды. Бұл енді кездейсоқ жаңалық емес еді.
Ядро өте орнықты болғандықтан, жоғары температура да, қысым да, электромагниттік өрістер де элементтердің түрленуін туғызбайды және радиоактивтік ыдыраудың әсер етпейді, сондықтан Резерфорд ядроны талқандау немесе қайта құру үшін өте көп энергия керек деп ұйғарды. Ол уақытта энергияның лайықты ең көп тасымалдаушысы радиоактивтiк ыдырау кезінде ядродан ыршып шығатын α-бөлшектердің энергиясы болды.
Жасанды түрлендіруге ұшыраған бірінші ядро — ядросы
болды. Азотты радий шығаратын энергиясы көп бөлшектермен атқылап, Резерфорд протондардың, мының ядроларының пайда болғанын аңғарды.Бірінші тәжірибелерде протондарды тіркеу сцинтилляция әдісімен жүргізілді де, тәжірибелердің нәтижелері айтарлықтай көңілге қонымды және сенімді болмады. Бірақ бірнеше жылдан соң азоттың түрленуін Вильсон камерасында байқауға мүмкін болды. Камерадағы радиоактивті препарат шығарған 50 000 α-бөлшектің шамамен біреуі азот ядросына қосылады да, протон шығарады. Бұл жағдайда азоттың ядросы оттегі изотопының ядросына түрленеді:
230-суретте осындай процестің бір фотосуреті көрсетілген. Сол жақта «айыр» — тректің тармақталуы көрінеді. Жуан із оттегі ядросынікі, ал жіңішкесі протондыкі. Басқа
-бөлшектер ядролармен соқтығыспайды да, олардың тректері түзу сызықты болады.Басқа зерттеушілер
-бөлшектердің әсерімен фтордың, натрийдің, алюминийдің т. б. ядроларының протон шығарумен қарбалас болатын түрленуін аңғарған. Периодтық жүйенің соңындағы ауыр элементтердің ядролары түрленуге ұшырамады. Мүмкін, олардың үлкен электр заряды -бөлшектің ядроға жақындап келуіне мүмкіндік бермеген болар.
Нейтронның ашылуы. 1932 ж. ядролық физика үшін ең маңызды оқиға болды — Резерфордтың шәкірті, ағылшын физигі Д. Чедвик нейтронды ашты.Бериллийді
-бөлшектермен атқылағанда протондар пайда болмаған. Бірақ өтімділігі өте күшті, қалыңдығы 10—20 см қорғасын пластина сияқты тосқауылдан өтіп кететін, белгісіз сәуле байқалды. Бұл энергиясы көп ү-сәулелер деген болжам жасалды. Ирен Жолио-Кюри (Мария
Фредерик Жолио-Кюри (1900—1958) — Францияның аса көрнекті ғалымы, прогрессивті қоғам қайраткері, дүние жүзілік бейбітшілікті жақтаушылар қозғалысының негізін қалаушылардың бірі Жолио-Кюри өзінің зайыбы Иренмен бірге 1934 ж. жасанды радиоактивтікті ашты. Нейтрондардың ашылуы үшін Кюрилердің а-бөлшектердің әсерімен бериллийдің сәуле шығаруын зерттеу жұмыстарының маңызы зор болды. Фредерик Жолио-Кюри 1939 ж. өзінің қызметтестерімен бірге алғашқы рет уран атомы ядросы ыдырағанда ұшып шығатын нейтрондардың орташа санын анықтады және тізбекті ядролық реакция болуының принциптік мүмкіндігін көрсетті.
мен Пьер Қюрилердің қызы) мен оның ері Фредерик Жолио-Кюри, егер бериллийді α-бөлшектермен атқылағанда сәуле жолына парафин пластинка қойылса, онда бұл сәуленің иондаушы қабілеті кенет артатындығын байқаған. Олар бериллийдің сәуле шығаруы, ішінде көп мөлшерде сутегі бар парафин сияқты заттарда, парафин пластинадан протондарды ыршытып шығарады деп дұрыс болжам жасады. Вильсон камерасының жәрдемімен (тәжірибенің схемасы 231-суретте көрсетілген) ерлі-зайыпты Жолио-Кюрилер осы протондарды байқаған және жүгіріп өтетін жол ұзындығы бойынша олардың энергиясын бағалаған. Егер жасалған болжам бойынша протондар
-кванттармен соқтығысудың нәтижесінде үдетілді деп ойласақ, онда бұл кванттардың энергиясы орасан зор — 55 МэВ-ке жуық болуы тиіс.
Чедвик Вильсон камерасында бериллий сәулесімен соқтығысқа ұшыраған азот ядроларының тректерін бақылаған. Оның, бағалауы бойынша, азот ядроларын бақылауға сәйкес жылдамдық бере алатын -кванттардың энергиясы 90 МэВ болады. Вильсон камерасында аргон ядролары тректерін осылайша бақылаулар ол гипотетикалық
-кванттардың энергиясы 150 МэВ болуы тиіс деген қорытындыға келтірді. Сонымен ядролар тыныштық Бериллий массасы жоқ бөлшектермен соқтығысудың нәтижесінде қозғалысқа түседі деп есептеп, зерттеушілер айқын қарама-қайшылыққа келді: бір ғана –кванттарға әр түрлі энергия сәйкестеуге тура келді.Бериллий
-кванттарды, яғни тыныштық массасы жоқ бөлшектер шығара алмайды деп болжау негізсіз болғандығы өзінен-өзі түсінікті. Бериллийден α-бөлшектердің әсерімен едәуір ауыр белгісіз бөлшектер ұшып шығады. Тек ауыр бөлшектермен соқтығысқанда ғана протондар немесе азот пен аргонның ядролары байқалатындай көп энергия алуы мүмкін. Бұл бөлшектердің өтімділік қабілеті өте жоғары болғандықтан және газды тікелей иондамайтындықтан, олар электр нейтрал болған. Өйткені зарядталған бөлшек затпен күшті әсерлеседі, сондықтан энергиясын тез жоғалтады.Жаңа бөлшек нейтрон деп аталған. Оның бар екендігін Чедвиктің тәжірибелерінен он жыл бұрын Резерфорд алдын ала айтқан болатынды. Нейтрондармен соқтығысатын ядролардың энергиясы мен импульсі бойынша олардың массасы анықталған болатын. Ол протонның массасынан аздап артық
1838,6 электрон массасына тең, ал протондікі 1836,1.
-бөлшек бериллийдің ядросына тигенде мынадай реакцияжүреді.
Мұнда
— нейтрон символы, оның заряды нөлге тең, ал салыстырмалы массасы шамамен бірге жуық.