Табии жне жасанды радиоактивтілік.
Радиоактивті ыдырау заы. Радиоактивті ыдырау нтижесінде радиактивті элементті атом саны азая береді. Радиоактивті элемент атомыны саны 2 есе азаюа кеткен уаытты жартылай ыдырау периоды (Т) деп атайды.Мысалы, полоний элементтеріні жартылай ыдырау периоды 140-кнге те. 1г. полонийді 140 кн ткеннен кейін 0,5 грамы алады. Ал уранны периоды = 4.5109 жыл. dt уаыт ішінде ыдырайтын атомдар саны dN радиоактивті элементті атомдар санына (N) жне уаыта тура пропорционал болады, яни осыдан ыса тура пропорционал болады, яни осыдан
dN N,dN dt,dN = dtN ;
мндаы: -берілген элементті ыдырау тратысы. «-»-уаыт ткен сайын радиоактивті элемент атомыны азая беретінін крсетеді. 
, егер осы тедеуді 0-ден t-а дейін интегралдаса, онда мына тедеуден шыады
N=-N0 e-t
мндаы: N0 -бастапы кездегі элементті атом саны, N-t уаыт ткеннен кейінгі алан атом саны, бл атынас радиоактивтік ыдырау заы деп аталады. Заны графигі крсетілген. Радиоактивті элементте 1 секунд ішінде атомдарды ыдырау санын осы элементті активтігі деп атайды, яни: A= 
Активтікті бірлігіне Беккерель (Бк) алынады. Ядролы физика – е жас ылымдарды бірі, ол атом ядросыны рылымымен асиеттері жне ауысулары жайлы ылым. ІХ асырды аяына дейін атом ядросы туралы мліметтер белгісіз болды: атом затты са, блінбейтін блшегі болып саналады. 1895 жылы катод жне рентген сулелеріні жне 1896 жылы табии радиоактивтілікті ашылуы, барлы элементтерді атомдарыны рылымдарында састы бар екендігін крсетті. азіргі кезде кптеген процестер з еркінсіз, ешандай серсіз (спонтанно) жретіні белгілі. Олар радиоактивті ыдырау заы арылы тетін боландытан, бл зады радиоактивтілік деп атаан. Радиоактивті процестерге - ыдырау, - ыдырау жне - сулелену жатады. Атом ядросындаы бета-ыдырау - лсіз серлер тудырушы процесс. лсіз серлесу кшті жне электромагниттіктен бірнеше есе лсіз, біра гравитациялытан кбірек кшті. лсіз серлесуді арапайым актілері, лсіз рісті фундаментальды квант блшектеріні (фермиондармен) – адай-да бір ш клемді базондарды («+» немесе «-» зарядталан жне нейтрал) шыарылуы немесе жтылуы болып табылады. Фундаментальды блшектерді ішінде салыстырмалы жеіл (электрон, позитрон,мюон) жне млдем массасы болмайтын (нейтрино), сонымен атар рдайым нуклондара жне баса арапайым блшектерге байланысан ауырлау кшті серлесуші кварктар болады. Сондытан лсіз серлер (атом ядросындаы) кваркты жйеге байланысан ыдырау кезінде, жекеше арастыранда атом ядросындаы еркін нуклондар, сонымен атар, лсіз серлесу нтижесінде жретін кейбір реакцияларда арастырылады. лсіз ріс кванттарыны массасыны лкен боландыынан бл серді радиусы те кішкентай ( 10-15 см), сондытан осы уаыта дейін оны кеістіктегі уаыт бойынша, андай-да бір нктедегі ядродаы протонны позитрон мен нейтрино шыаратын (блінетін), нейтрона айналатын нктелік 4 фермионды сер деп арастыруы ядроны бета-ыдырауына байланысты кптеген сратарда лсіз серлесуді нктелік жуытап арастыру ретінде негізделген. Бл дипломды жмыста атом ядросындаы бета-ыдырау шін лсіз серлесулер арастырылады.
Альфа-ыдырау. Химиялы элементтерді радиоактивті ядроларыны изотоптары альфа-блшектерді бледі. Ауыр ядролар шін альфа-ыдырау сипаты тн.
Бета-ыдырау. Бл кезде ядро изотоптарыны элементтері збеттерімен электрондарды шыарады.
Гамма–ыдырау. Атомдарды номерлерімен массалар саныны згертілуінсіз, массасы мен зарядтары жо, фотонны элементарлы блшектері тріндегі изотоп элементтеріні кп млшердегі энергияларыны ядроларды озулары нтижесінде шыарылатын жадай.
Ядролык реакциялар
Ядролы реакциялар. Радиоактивтік былыс негізінде элементтер ядроларын трлендіруге ммкін болады. Энергиясы лкен, мысалы, -блшектермен атом ядроларын атылау арылы жасанды жолмен бір элемент ядросын екі элемент ядросына трлендіруге болады. Осы былысты ядролы реакциялар деп атайды. Ядролы реакцияны е алаш 1919 жылы Резерфорд жзеге асырды. Ол азот атомыны ядросын -блшектермен атылау нтижесінде оттегі азоты мен протон алды.
+ 
= 
+Pнемесе + 
= + 
осы сияты 
+ = 
+
ысаша былай жазуа болады: 
( 
)17O, 
( )30S
Жасанды ядролы реакцияларды зерттеуді нтижесінде жаа арапайым блшек-нейтрон ашылды. Берилийді -блшектермен атылаанда берилий ядросы -блшектерді жтып, зінен нейтрон (n) бліп шыарады да, кміртегі ядросына айналады.
+ = 
+ 
Нейтрон-радиоактивті. Оны жартылай ыдырау периоды - Т=11,7 мин. Ядролы реакция ымын ртрлі тсінуге болады. Е ке жалпы мнінде оан ядролы серлесуді атысуымен тетін кезкелген екі немесе одан кп блшектерді (арапайым немесе крделі) сотыысуынан туатын былыстарды жатызады. Бл трыдан ядролы реакциялар атарына басалармен бipгe, мысалы, нуклон-нуклонды шашыратылу, пион нуклонды сотыысуда жаа пион тууы жне т.б. жатады. Бл трыдан, рине, ядроны атысуымен тетін сотыысулар да ядролы реакция. Кейде осы ядроны атысуымен тетін былыстарды ана ядролы реакция деп тсінеді. Ядролы физикада ядролар да, арапайым блшектер де зерттеледі, сондытан "ядролы реакция" ымын, оны ке мнінде олданады. Бл тарауда ядролы реакциялар оларды тар мнінде, яни, ядролар мен кезкелген микроблшектерді (нуклон, дейтрон, -квант, пион, баса ядро жне т.б.) сотыысуынан басталатын былыстар есебіндеарастырылады. Ал, арапайым блшектерді зарасотыулары тиісті, олара арналан тарауда беріледі. Тжірибелерде сотыулар, кбіне, лабораториялы сана жйесінде теді. Бл жйеде, лбетте, сотыысатын блшектерді ауыры тынышты кйінде болады. Оны нысана деп атайды. Жеілірек блшектер оан шып келіп тиеді. Оларды о деп атайды. Жоары энергиялы деткіштерде тетін, eкi блшекте озалыста болатын жйеде, оларды нысана мен о депайыруды, рине, мні жо. Ядролы реакцияларды пайдалану алабы ртрлі. Физиктер оларды жаа изотоптарды, жаа блшектерді, ядроны ртрлі кйлерін, арапайым блшектерді асиеттерін зерттеу шін олданады. Олар ядролар мен арапайым блшектерді асиеттері туралы мліметтерді негізгі кзі. Ядролы реакцияларды ядролы энергияны ндipy, радиоактивті изотоптар ндіру жне заттарды элементтік рамын зерттеуге пайдаланады. Ядролы реакцияларды белгілеуді бipнeшe дісі бар. Оны е крнекі жне мбебап тpi, химиялы реакцияларды белгілеуіне сас. Реакцияны баытын крсететін сілтемені сол жаына реакцияа атысатын бастапы блшектерді осындысын, ал о жаына аыры блшектерді осындысын жазады. Мысалы, нтижесінде 2 альфа-блшек беретін протон мен 
ядросыны сотыысуы p+ = 
(1)трде, дейтрон мен тритонны сотыысуынан -блшек пен нейтронны тууымен аяталатын реакция 
+ = 
+n (2)трінде жазылады. рине, нтижесінде екіден кп блшектер беретін реакциялар да осылай жазылады. Мысалы, кальций ядросынан протон мен нейтронды гамма-квантты кмегімен шырып шыару реакциясы:
= 
+p+n (3)
арапайым блшектерді зара сотыысуларын да осылайша жазуа болады. Мысалы, нтижесінде бейтарап пион мен нейтрон беретін протон мен тepic зарядты пионны серлесуі 
-+p=n+ 0 (4)трінде жазылады. Тар мндегі (ядролар атысатын) реакцияларды басаша белгілеуі де жиі олданылады. Жашаны сол жаына реакцияа атысатын алашы ядро, жашаны ішіне оан атысатын тірмен блінген алашы жне аыры жеіл блшектер, жашаны о жаына аыры ядро жазылады. Бл белгілеуде (1) мен (3) реакциялар 
He, 
K трінде беріледі. Кейде одан да ыса жазулар олданады. Онда реакцияа атысатын ядролар крсетілмейді. Мысалы, фото ядролы реакцияны (, р), (, n) немесе (, N), ал ядродан протонды нейтронмен атып шыару реакциясын (n, р) трінде жазады. Ядролы реакцияны арыны мен баса асиеттерін сипаттайтын санды шамаларды е маыздыларыны бipi оны серлік дифференциалды () жне серлік толы ималары. Реакцияны толы имасын кбіне оны имасы дейді. Бастапы жне аыры жйелері екі-екі блшектерден тратын a+A=b+B (5) реакциясы шін 
осы реакция нтижесінде b (немесе В) блшекті полярлы ( а-блшекті шу баытынан саналады) жне азимутал брыштармен аныталатын баытта бірлік денелік брыш ішінде шыарылу ытималдылыын анытайды. Нысанаа аыны F блшектер шоы тссін. Аын деп бірлік уаыт ішінде бірлік, шоа перпендикуляр бeттi тесіп тетін блшектер санын атайды. Егер шо біртекті жне оны клем бірлігінде ni блшек, ал оларды нысанаа атысты жылдамдыы v болса, аын F = ni v (6) те. Кейде бл шаманы аынны тыыздыы деп те атайды.
Ядролы реакциялардаы саталу задары.Ядролы реакцияларда ртрлі саталу задары орындалуы тиіс. Ол задар бойынша белгілі физикалы шаманы реакцияа дейінгі жне одан кейінгі мндері бірдей болуы керек. Шамаларды саталу талабы, реакцияны аыры німдеріні сипатына шектеулер ояды. Мндай шектеулер тыйымдау деп аталады. Ядролы реакцияларда кейбір саталу задары дл, кейбір саталу задары ішінара орындалады. Ол ядролы реакциялардаы іргелі серлесулерді лесіне туелді. Бл тарауда тар мніндегі (яни ядролар атысатын) ядролы реакцияларда орындалатын саталу задары арастырылады.
Ядролы реакцияларды механизмі. Ядролы реакциялар кезінде ядроны ішінде крделі рылымды згерістер теді. Ядроны рылымын бейнелегендегі сияты ядролы реакциялар туралы eceптi дл шешу ммкін емес дерлік. Сондытан, ядроны рылымын сипаттаанда ртрлі моделдерді олданан сияты, ядролы реакцияларды сипаттау шін ртрлі механизмдер олданады. Ядролы реакцияларды ртрлі механизмдері сынылан. Біз оларды бастыларын арастырамыз. Бл бапта оларды жіктелуі арастырылып, ркайсысы егжей-тегжейлі келесі баптарда талданады. 1936 жылы Нильс Бор ядролы реакцияны рама ядролы механизмін сынды. Ол бойынша ядролы реакция екі кеземен теді. Бipiншi кезеде тиетін блшек пен нысана ядро рама ядро рады. Екінші кезеде рама ядро ыдырайды a+A=0=b+B(12) рине, бл механизмді олдану шін рама ядроны мipi жеткілікті за ядролы серлесуге тн яд = 10-21c уаыта араанда мгі дерлік болуы керек. рама ядро арылы тетін реакцияларды eкi тpi болады: резонансты жне резонансты емес. Ядроларды озан кйлеріне (кейбір ны емес ядроларды негізгі кйлеріне де) табии ен Г тн. Ядроны дегейлеріні араашытыы мен дегейді Геніні ара атынасына байланысты ядроны cпeктpi дискретті ( > Г) жне здіксіз ( < Г) болады. Егер реакция барысында аралы (рама) ядро спектрді дискретті блігінде туса, реакция резонансты ал здіксіз блігінде туса резонансты емес болады. Егер тиетін блшекті ядромен серлесу уаытты сипатты ядролы уаыттан кп лкен болмаса, серлесу механизмі млдем басаша болады.
Оларды ішіндегі талдауа е оайы тіке реакциялар. Тіке реакцияларда тиетін блшектер бip-eкi нуклонмен ана сотыысып, басаларына тимей тіп кетеді. Мысалы, (р, n) реакциясы кезінде протон бip ана нейтрона тиіп, оны ядродан жлып шыаруы ммкін. Тисе реакцияларды ішінде жлу (d, p), (d, n) жне оан арсы іліктіру (p, d), (n, d) реакцияларын ерекше бледі.
Тіке реакциялар атарына тиген блшек ядродан бірнеше нуклоннан тратын блшек жлып шыаратын жаалау реакциясын да жатызады.
рине, шектік, рама ядролы реакциялар мен тіке реакцияларды арасында жататын реакциялар да кездеседі. Ондай реакцияларды тепе-тедік алдылы реакциялар деп атайды. Ядролы реакцияларды аталандардан баса механизмдері де бар. Резонанстар бойынша орташаланан серпімді шашыратылуды оптикалы моделмен тсіндіреді. Онда ядро тсетін блшектерді де Бройль толынын жта жне сындыра алатын ттас орта ретінде арастырылады. Егер тиетін блшек зарядталан жне ауыр (протондар, альфа-блшектер мен cipece иондалан ауыр ядролар) болса, онда кулонды оздыру ммкін болады. Бл оздыру кезінде блшек ядроа тым жаындамай-а оан зіні кулонды picімeн ана сер етеді.
Жоары энергиялы (атты) гамма-кванттар ядромен сотыысанда тетін, фотоядролы реакцияларды зіндік ерекше acиeттepi бар.
Егер тиетін блшекті энергиясы жеткілікті жоары (бірнеше жз МэВ) болса, онда оны серінен, ядро жарылып, кп жарыншатар туады.
Мндай процестерді жлдыздар туу процесі дейді.
98.Элементар блшектер.Онын классификациясы.
Атом рамына кіретін элементар блшектерді 1895жылы аылшын алымы Дж Томсон ашты.Ол зі егжей-тегжейлі зерттеген катод сулелеріні электр заряды теріс, массасы сутегі атомыны массасынан 1840есе кем,блшектер аыны екенін анытады.Элементар блшектер аыны атаын оан 1911жылы Р,Милликен оны заряды мен массасын анытааннан кейін ана берілді. Электр заряды е=1,6*10*-19 кл, массасы м =9,1*10-31кг жеіл блшек.Элементар блшектер атарына 1900жылы Планк абсолют ара денені нрлану спектрін тсіндіру шін фотонды жатызды.Фотона тн асиеттер;массасы 0ге те,жары жылдамдыынан тмен жылдамдыпен озала алмайды,массасыны жотыына арамастан оан энергия мен импульс тн.Элементар блшектерді бірі- протонны асиеттері:барионды заряды:в=1.изотопты спині-1/2,массасы-1,00726 м.а.б. электр заряды-q=+l,спині s-1/2,магнит моменті м-2,79 ны блшік ,ішкі жптылыы П-+1 деп абылданан.Элементар блшектерді келесі трі-нейтрон протоннан аздап ауыр(массасы m= 1.00862 м.а.б.барионды заряды в-1,изотопты спині -1/2, магнит моменті м-1,91) Элементар блшектер мір сру уаыты бойынша;траты(нык)-азіргі лшеу длдіктеріне сйкес фотон электрон -5*10*21жыл,протон-10*31жыл, оларды антиблшектері нейтринолар саналады ,нысыз(квазистуракты) нзік жне электормагниттік серлесулер салдарынан ыдырайтын блшектерді жатызамыз.мір суру уакыты-10*-20 жыл ,тураксыз(ныксыз)-ны емес элементар блшектер резонанстар ядроларды серлесу салдарынан ыдырайды.Олара тн ыдырау уаыттары 10*-23/10*-24 секунд .арапайым блшектерді озалыстаы атом ядроларын тіркеп отыратын кез келген рылы, шріппесі басуа даяр тран, оталан мылты сияты.Мылтыты шріппесін сл ана кшпен басып алса болды, жмсалан кшпен салыстыруа келмейтін эффект пайда болады, яни мылты атылады.Тіркегіш прибор бл орнысыз кйде тра алатын крделі макраскопиялы жйе. шып ткен блшектерді туызан аз ана ауытуынуынан, тез арада жйені жаа, едауір орныты кйге туі басталады. Осы процесс блшекті тіркеуге ммкіндік береді. азіргі кезде блшектерді тіркеуді алуан трлі дістері пайдалынылады. Экспериментті масаттары мен оны жргізетін жадайларына арай негізгі сипаттамалары жнінен бір-бірінен айырмашылыы бар, р трлі тіркегіш
рылылар олданылады. Нейтронны электр заряды болмайды, оны массасы протонны массасына шамамен 2,5 электрон массасына арты. Енді лы данышпандарды андай лес осандарын крейік