Атом ядросыны рылымы

V тарау. Атом ядросыны физикасы

здеріе белгілі атом рылымы жнінде ХІХ асырды аяында екі трлі болжамдар болды. Ол Томсон жне Резерфорд модельдері. 1896 ж. радиоактивті былыс аныталаннан кейін, Резерфорд -блшегімен атомдарды атылау арылы тжірибе жасап, атом-электрон мен ядродан тратындыын, оны центрінде о зарядты - ядро орналасан екендігін длелдеді.

Осындай ядро рылымын, оны трленуін, баса ядролармен немесе блшектермен серлесуін ядролы физика арастырады.

Сол атом ядросын арастыратын болса, оны зі де са блшектерге, яни протон мен нейтрона блінетіндігі, оларды ядролы кш біріктіріп тратындыын алаш Совет физигі Иваненко сынан болатын.

Бл болжам кптеген тжірибелер бойынша арастырылып, атом ядросын райтын блшектер протон мен нейтрон екендігі длелденді. Оларды жалпы нуклондар деп атайды.

Нуклон атомды сан (А) арылы сипатталады. Яни, атомды сан (А) ядродаы нуклондар санын крсетеді.

Мысалы:

1Н1, 2Не4, 3Li6, 6С12, 7N14, 8О16 т.б. (ZХА)

 

Ал, реттік нмірі (Z) ядродаы протон санын крсетеді, ол атомдаы электрон санына те заряды о блшек. Нейтронны заряды жо (бейтарап блшек). Атом ядросындаы нуклондар саны мынандай трде сипатталады:

 

Анук= Zпр+ Nней

 

Nней = Анук - Zпр(5.1.1)

 

Атом ядросындаы протондар саны бірдей, ал нейтрондар саны ртрлі болып келсе, ондай ядролар изотоптардеп аталады. Мысалы:

1Н1, 1Н2, 1Н3, 2Не3, 2Не4

 

3Li6, 3Li78О16, 8О17, 8О18

 

92U235, 92U236, 92U238, 92U239, т.б.

 

Белгілі бір химиялы элементті барлы изотоптарыны электронды абаттарыны рылымы бірдей болады. Олай болса химиялы жне физикалы асиеттері электронды абаттар арылы алынады.

Жоарыда айтылан протон мен нейтрона тоталайы.

1) Протон. Протонны заряды шама жаынан электрон зарядына те, біра табасы о табалы (+р) болады, ал массасы mp= 1,6722*10-27кг (немесе mp= 1,00728 а,б,м). Ядролы физикада масса, энергия бірлігімен рнектеледі, ол шін бірлік масса с2 кбейтіледі, сонда mр= 938,28Мэв те болады.

Ал, электрон массасы mе= 0,511Мэв (mе=9,1110-31кг) , протон массасынан 1836 есе кіші

mp=1836mе (5.1.2)

 

Электрон массасын осы тедікке ою арылы протон массасы аныталады.

Протонны спині бар ол S=± те, онда оны меншікті магнит моменті болады, ол

 

(5.1.3)

 

Ядроны магниттік моментіні бірлігі, ядро магнетоны деп аталады да, ол Бор магнетонынан 1836 есе кіші болады. Жоарыда айтыландай, Бор магнетоны

 

(5.1.4)

 

Олай болса протонны меншікті магнит моменті, электронны меншікті магниттік моментінен 660 есе аз болады. .

2. Нейтрон. Нейтронды аылшын физигі Д.Чадвик (1932ж.) ашан болатын. Оны заряды жо. Массасы mn=93,57 Мэв, протон массасына жаын блшек (mn-mp=,3Мэв) яни 2,5me- те. Заряды жо боланымен спині S=± те, онда оны меншікті магнит моменті бар, ол

 

(5.1.5)

 

табасыны (-) теріс болу себебі, оны меншікті механикалы моментімен меншікті магниттік моменті арама-арсы баытталан болады. Протон мен нейтронны меншікті магнит моментіні атынасы

 

те екендігі, эксперимент бойынша те лкен длдікпен алынан. Нейтрон еркін кйде орныты емес (радиоактивті), ол здігінше протона, электрона ыдырайды жне таы да баса бір блшек бліп шыарады, ол блшек электронды - антинейтрин деп аталады.

 

(5.1.6)

 

Нейтронны жартылай ыдырау аралыы 12 минут. Антинейтринні массасы нлге те (нейтрон массасымен салыстыранда те аз боландытан есепке алынбайды). Соы формула бойынша нейтрон массасы, о жаындаы блшектер массасыны жиынтыынан 1,5me кем болады, ол 0,77 Мэв энергияа сйкес келеді. Бл энергия блінген блшектерді кинетикалы энергиясына айналады.