67. Ядролық Күштер

Ядролық Күштер, атом ядросын құрайтын нуклондардың арасына әсер ететін және ядроның құрылысы мен қасиеттерін (электрмагниттік күштермен бірге) анықтайды. Я. к-дің басқа күштерден (мыс., гравитац. және эл.-магн. күштер) өзгеше қасиеттері бар. Оларды қысқаша айтсақ төмендегідей: 1) ядродағы нуклондар арасында әсер ететін күштің шамасы атомның электрондық қабықтарында әсер ететін күштің шамасынан әлдеқайда артық. Сондықтан да нуклонды атом ядросынан сыртқа қарай бөлініп шығару үшін млн-даған эВ-қа тең энергия жұмсалуы керек. 2) Я. к. эл.-магн. және гравитац. күштерге қарағанда өте қысқа қашықтыққа әсер ететін күш болып есептеледі. Егер екі нуклонның арасындағы қашықтық 10–13 см-ден асса, онда Я. к-дің шамасы нөлге дейін кемиді. Нуклондар арасындағы қашықтық артқан жағдайда, Я. к-дің шамасы кеми бастайды. Я. к-дің кенет кеми бастайтын қашықтығын Я. к-дің әсер ету радиусы (r0~2–3 10–13 см) деп атайды. 3) Ядродағы нуклондар өзіне жақын орналасқан нуклондармен ғана әсерлеседі. Ядр. заттың тығыздығы әр түрлі ядрода да шамамен бірдей. 4) Нуклондар арасындағы өзара әсер күші қашықтыққа ғана байланысты емес, сонымен бірге нуклондар спиндерінің бағдарлануына да байланысты. 5) Я. к-дің шамасы өзара әсерлесетін нуклондардың электр зарядына тәуелді емес. Я. к-дің дәйекті теориясы әзірше жасалып біткен жоқ. Алайда тәжірибелер ядродағы нуклондардың өзара әсерлері пиондар алмасу арқылы жүзеге асатынын дәлелдейді.

Ядроның ішіндегі нуклондардың бірімен-бірін байланыстырып, ұстап тұратын күштерді ядролық күштер деп атайды. Оның бірнеше қасиеті бар:

1. Ядролық күштер өте кішкене қашықтықта əсер етеді, оның əсер ету радиусы r=2.2* м.

2. Ол күштер тартылыс күштеріне жатады.

3. Ядролық күштер нуклондардың зарядтарына байланысты болмайды, яғни екі протонның, екі нейтронның жəне нейтрон мен протонның тартылу күштері бірдей болады. Бұл қасиет ядролық күштердің табиғатының электромагнит табиғатынан басқа екенін аңғартады.

4. Бұл күштер қанығу қасиетіне ие болады. Бір нуклон тек белгілі нуклондармен ғана əсерлеседі. Ол нуклонның барлық нуклондарымен əсерлесуі міндетті емес. Ядролық күштер гравитациялық жəне кулон күштері сияқты бөлшектердің ара қашықтығына байланысты болмайды.

5. Нуклондар əсерлескенде біріне-бірі қарапайым бөлшек (мезон) беріп отырады.

6. Ядролық күштер өте қуатты күштердің қатарына жатады.

7. Ядролық күштер спиннің бағытына байланысты болады.

68. Табиғи және жасанды радиоактивтік. Радиоактивтік ыдырау заңы

1886 жылы француз физигі А.Беккерель уран тұздарының люминесценттік құбылысын зерттеу барысында табиғаты белгісіз бір сәулелердің өздігінен шығатынын байқайды. Мұндай сәулелердің фотопластинкаға әсер ететьінін ауа молекулаларын иондайтын әсерінің барлығын және жұқа пластинкалардан өтетін қабілетінің болатындығын анықтады.

Ал осы құбылысты ары қарай зерттей отырып, Мария мен Пьер Кюрилер Беккерель ашқан сәулелер тек уранға ғана тең емес, сол сияқты басқа да көптеген ауыр элементтерге де, мысалы, торий, актинийге тән қасиет екендігін айтты.

Сондықтан мұндай радиоактивтік сәулелену, ал радиоактивті сәуле шығаратын заттар қасиеті радиоактивтік д.а. Егер ядро табиғи орнықсыз болса радилоактивтік табиғи деп саналады, ал егер ядроны орнықсыз күйге жасанды түрде көшірсек оның нәтижесінде пайда болған радиоактивтік жасанды д.а. Басқаша айтқанда, радиактивті ыдырау – атом ядросының өзгерісі салдарынан өздігінен сәуле шығару құбылысы. Радиоактивті элемент-ң (мысалы уран, торий, радий,полоний т.б.) атомдары α-,γ-,β- сәулелерін шығара отырып басқа бір элемент атомына айналады.

Резерфорд, Содди радиоактивті құбылыс атомдарынан туады деген тиянақты пікірге келді. Р-форд жүргізілген тәжірибелерге қарағанда радиактивті ядродан шығарылатын сәулелердің 3 түрі болатынын тағайындады.

Орнықсыз ядроларлың белгілі бір уақыт аралығында орнықты күйге көшіп үлгеретін шамасын көрсететін заңдылықты радиоактивтік ыдырау заңы д.а. Егер радиоактивті ядроның алғашқы саны N₀ болса, онда dt уақыт ішінде ыдырап үлгерген ядроның саны dN мына форм арқ анықталады: dN= -λNdt, мұндағы λ- ыдырау тұрақтысы.

Егер теңдеудің екі жағын N- ге бөліп интегралдасақ:

= -λdT

ln( )= -λ t,

N=N₀ (1)

Формула радиоактивті ыдырау заңы деп аталады.(1)