Atom yadrosi

Geliy-4 yadrosi (tepada oʻngda)

Atom yadrosi – nuklonlardan – protonlar (r) va neytronlar (i)dan tashkil topgan atom oʻzagi. Atom yadrosining xususiyatlarini oʻrganishda yadro kuchlari katta ahamiyatga ega boʻladi. Atom yadrosida gravitatsion va elektromagnit kuchlar ta’siri kam boʻlsa ham Atom yadrosi xossalariga ta’siri boʻladi. Yadro kuchlarining ta’sir radiusi juda kichik, 10~13 sm. Yadro kuchlari yadroning spiniga va izotop spiniga bogʻliq. Atom yadrosining butun xususi-yatlarini oʻz ichiga oladigan yagona nazariya yaratilgan emas, chunki yadro strukturasi va kuchlari toʻliqoʻrganilmagan. Undan tashqari yadrodagi nuklonlar harakatini aniqlovchi tenglamalarni matematika nuqtai nazaridan yechish mumkin emas.

Atom yadrosining xossalarini oʻrganishda turli modellar tatbiq qilinadi. Har qaysi model Atom yadrosining ma’lum xossalarini aks ettirgan holda ba’zi xossalarini tushuntirishda qarama-qarshiliklarga olib keladi. Masalan Atom yadrosining yemirilish xususiyatini gidro-dinamik model bilan yaxshi tushuntiril-sa, magik yadrolar holatlarining xususiyatlarini tushuntirish mumkin emas, aksincha, krbiklar modeli bilan magik yadrolar holatlarini yaxshi tushuntirilsa, yemirilish hodisasini tushuntirish mumkin emas va hokazo (qarang Yadro modellari). Atom yadrosi tuzilishi va xossalarini tajriba yerdamida oʻrganish uchun xilma-xil yadro hodisalari: zarralarning Atom yadrosidan ela-stik va elastikmas sochilishlari, yadro reaksiyalari, tabiiy va sun’iy radio-aktiv nurlanish, yadro yemirilishi va hokazolardan foydalaniladi.

Oʻzbekistonda ham atom yadrosini oʻrganishga doir ilmiy tadqiqot ishlari olib bo-riladi. Toshkentda R. B. Bekjonov, A. I. Moʻminov, T. I. Moʻminov, Q. Sh. Azimov va boshqalarning mos tushishlar, gam-ma-nurlarning dopplercha kengayishi, gammachiziqlarining shakl oʻzgarishi, yadro holatlarini rezonans uygʻotish, gamma-nurlarining gʻalayenlangan va gʻalayonlanmagan gammagamma burchak kor-relyatsiyalari va qutblanishi usullaridan foydalanib oʻtkazgan yadro sathlari orasidagi elektromagnit oʻtishlar ehtimolliklariga oid tajribaviy tadqiqotlari atom yadrosining tuzili-shi haqida keng ma’lumotlar olishda juda samarali boʻldi. Natijada yadro holatlarining 10~6– 10~17 s oralikdagi yashash vaqtlari va parsial kengli-klari oʻlchandi, spin, juftlik, magnit va elektr momentlari, deformatsiya pa-rametrlari aniqlandi. Oqibatda atom yadrolarining tuzilishiga tegishli ma’lumotlar olindi.

Yadro modellari

Fizikaning standart modeli yadroning tarkibi va xatti-harakatlarini to'liq tavsiflaydi, deb ishonilgan bo'lsa-da, nazariyadan bashorat qilish zarralar fizikasining boshqa sohalariga qaraganda ancha qiyin . Bu ikki sababga ko'ra:

• Aslida, yadro ichidagi fizika butunlay kvant xromodinamikasidan (QCD) olinishi mumkin. Amalda, yadrolar kabi kam energiyali tizimlarda QCDni hal qilish uchun joriy hisoblash va matematik yondashuvlar juda cheklangan. Bu yuqori energiyali kvark materiya va kam energiyali adronik materiya o'rtasida sodir bo'ladigan fazaviy o'tish bilan bog'liq bo'lib, bu tebranish usullarini yaroqsiz holga keltiradi va nuklonlar orasidagi kuchlarning aniq QCD dan olingan modelini yaratishni qiyinlashtiradi . Hozirgi yondashuvlar Argonne v18 salohiyati yoki chiral samarali maydon nazariyasi kabi fenomenologik modellar bilan cheklangan .
• Yadro kuchi yaxshi cheklangan bo'lsa ham, ab initio yadrolarining xususiyatlarini to'g'ri hisoblash uchun katta miqdordagi hisoblash quvvati talab qilinadi . Koʻp jismlar nazariyasidagi o'zgarishlar koʻplab past massali va nisbatan barqaror yadrolar uchun buni amalga oshirishga imkon berdi, ammo og'ir yadrolar yoki juda beqaror yadrolar bilan kurashishdan oldin hisoblash quvvatini va matematik yondashuvlarni yanada yaxshilash talab etiladi.

Tarixiy jihatdan, tajribalar mutlaqo nomukammal boʻlgan nisbatan qo'pol modellar bilan taqqoslanadi. Ushbu modellarning hech biri yadro tuzilishi haqidagi eksperimental ma'lumotlarni to'liq tushuntira olmaydi.

Yadro radiusi ( R ) har qanday model bashorat qilishi kerak boʻlgan asosiy miqdorlardan biri hisoblanadi. Barqaror yadrolar (galo yadrolar yoki boshqa beqaror buzilgan yadrolar emas) uchun yadro radiusi yadro massa sonining ( A ) kub ildiziga taxminan proportsionaldir , ayniqsa, koʻplab nuklonlarni oʻz ichiga olgan yadrolarda, chunki ular koʻproq sferik konfiguratsiyalarda joylashadi:

Barqaror yadro taxminan doimiy zichlikka ega va shuning uchun yadro radiusi R ni quyidagi formula bilan taxmin qilish mumkin:

$R=r_{0}*A^{1/3}$

Bu yerda A = Atom massasi soni (protonlar soni Z , ortiqcha neytronlar soni N ) va r ₀  = 1,25 fm = 1,25 × 10 ^-15  m. Ushbu tenglamada "doimiy" r ₀ ko'rib chiqilayotgan yadroga qarab 0,2 fm ga o'zgaradi, lekin bu doimiydan 20% dan kamroq o'zgarishdir.

Yadro tarkibi va shakli

Protonlar va neytronlar kuchli izospin kvant sonining turli qiymatlariga ega boʻlgan fermionlardir , shuning uchun ikkita proton va ikkita neytron bir xil kosmik to'lqin funktsiyasini bo'lishishi mumkin , chunki ular bir xil kvant ob'ektlari emas. Ular ba'zan bir xil zarracha, nuklonning ikki xil kvant holati sifatida qaraladi .  Ikki proton yoki ikkita neytron yoki proton + neytron (deytron) kabi ikkita fermionlar butun spinga ega boʻlgan juft boʻlib erkin bogʻlangan boʻlsa, bozonik harakatni namoyon qilishi mumkin.

Gipernukleusning kamdan-kam hollarda , bir yoki bir nechta g'alati kvarklarni va/yoki boshqa noodatiy kvark(lar)ni o'z ichiga olgan giperon deb ataladigan uchinchi barion ham to'lqin funktsiyasini baham ko'rishi mumkin. Biroq, bu turdagi yadro juda beqaror va Yerda topilmaydi, bundan tashqari, yuqori energiyali fizika tajribalari.

Neytron radiusi ≈ 0,3 fm boʻlgan musbat zaryadlangan yadroga ega bo'lib, uning atrofida 0,3 fm dan 2 fm gacha boʻlgan radiusning kompensatsion salbiy zaryadi mavjud. Proton o'rtacha kvadrat radiusi taxminan 0,8 fm boʻlgan taxminan eksponensial parchalanadigan musbat zaryad taqsimotiga ega.

Yadrolar sharsimon, regbi sharsimon (prolat deformatsiyasi), disksimon (oblate deformatsiyasi), triaksial (oblat va prolat deformatsiyasining kombinatsiyasi) yoki nok shaklida bo'lishi mumkin.

Yadro kuchlari

Yadrolar qoldiq kuchli kuch ( yadro kuchi ) bilan bir-biriga bog'langan . Qoldiq kuchli kuch - bu kuchli o'zaro ta'sirning kichik qoldig'i bo'lib , u proton va neytronlarni hosil qilish uchun kvarklarni bog'laydi. Bu kuch neytronlar va protonlar o'rtasida ancha zaifdir , chunki u asosan ular ichida neytrallanadi, xuddi neytral atomlar orasidagi elektromagnit kuchlar (masalan, ikkita inert gaz atomlari o'rtasida harakat qiluvchi van der Vaals kuchlari ) elektromagnit kuchlardan ancha zaifroqdir. atomlarning qismlarini ichkarida birga ushlab turish (masalan, uning yadrosi bilan bog'langan inert gaz atomidagi elektronlarni ushlab turadigan kuchlar).

Yadro kuchi odatdagi nuklonlarning ajralish masofasida juda jozibali bo'lib, bu elektromagnit kuch tufayli protonlar orasidagi itarilishni bartaraf qiladi va shu bilan yadrolarning mavjud bo'lishiga imkon beradi. Biroq, qoldiq kuchli kuch cheklangan diapazonga ega, chunki u masofa bilan tez parchalanadi ( Yukava salohiyatiga qarang ); shuning uchun faqat ma'lum bir o'lchamdan kichik yadrolar to'liq barqaror bo'lishi mumkin. Ma'lum boʻlgan eng katta to'liq barqaror yadro (ya'ni, alfa, beta va gamma parchalanishiga barqaror ) qo'rg'oshin-208 bo'lib , jami 208 nuklonni (126 neytron va 82 proton) o'z ichiga oladi. Bu maksimaldan kattaroq yadrolar beqaror va nuklonlar soni koʻp boʻlganligi sababli tobora qisqa muddatli bo'ladi. Biroq, vismut-209beta-parchalanishga ham barqaror va maʼlum boʻlgan har qanday izotopning alfa yemirilishgacha boʻlgan eng uzun yarimparchalanish davriga ega boʻlib, u koinot yoshidan bir milliard marta uzoqroqdir.

Qoldiq kuchli kuch juda qisqa diapazonda (odatda bir necha femtometr (fm); taxminan bir yoki ikkita nuklon diametri) ta'sir qiladi va har qanday nuklon juftligi o'rtasida tortishishni keltirib chiqaradi. Masalan, protonlar va neytronlar o'rtasida [NP] deytron , shuningdek protonlar va protonlar, neytronlar va neytronlar o'rtasida.

Foydalanilgan adabiyotlar

Internet saytlari

1.Atomic nuclear

2.http://ianyfan.github.io/gcse/physics/5/2/

3.https://www.nuclear-power.com/nuclear-power/reactor-physics/atomic-nuclear-physics/atomic-nuclear-structure/

4.https://www.nuclear-power.com/nuclear-power/reactor-physics/atomic-nuclear-physics/atomic-nuclear-structure/

Kitoblar

1. Krane ,Nuclear Physics
2. Muhin, Эксприменталний ядерие физика