Yadro fizikasi — fizikaning quyidagilarni o‘rganuvchi bo‘limi: atom yadrolarining tuzilishi va xossalari, shuningdek, ularning to‘qnashuvlari (yadro reaksiyalari).
Masalalar
Yadro fizikasida yuzaga keladigan masalalar — ko‘p jism masalalarining odatiy namunasidir. Yadrolar nuklonlardan (protonlar va neytronlar) tashkil topadi va odatiy yadrolarda o‘nlab, hatto yuzlab nuklonlar bo‘ladi. Bu miqdor masalalarni aniq yechish uchun haddan tashqari katta, biroq statistik fizika usullarini qo‘llash uchun hali yetarlicha kichikdir. Shu sababli atom yadrolarining turli xil modellari juda ko‘p yaratilgan.
Umumiy ma’lumotlar
Yadrodagi protonlar soni (zaryad soni, shuningdek, elementning tartib raqami) Z bilan, neytronlar soni esa N bilan belgilanadi. Ularning yig‘indisi A = Z + N yadroning massa soni deb ataladi. Z bir xil (ya’ni bir xil kimyoviy elementga mansub), ammo N turlicha bo‘lgan atomlar izotoplar deb ataladi; A bir xil, biroq Z — turlicha bo‘lsa, ular izobarlar deb ataladi; N bir xil, ammo Z — turlicha bo‘lsa, ular izotonlar deb ataladi.
Proton va neytron o‘rtasidagi asosiy farq shundaki, proton elektr zaryadiga ega zarracha bo‘lib, uning zaryadi e = 4,801⋅10−10 SGSE birligi = 1,602⋅10−19 Kl. Bu elementar zaryad bo‘lib, miqdori jihatidan elektronning zaryadiga teng. Neytron esa nomidan ham ko‘rinib turganidek, elektr jihatdan neytraldir. Spinlar proton va neytronda bir xil bo‘lib, elektron spiniga, ya’ni 1/2 ga teng (o‘lchov birligi — , Plank doimiysi). Proton va neytron massalari deyarli teng bo‘lib, mos ravishda elektron massasidan 1836,15 va 1838,68 marta katta.
Proton va neytron mohiyatan fundamental zarrachalar emas. Ular ikki turdagi kvarkdan iborat: d-kvarkning zaryadi −1/3, u-kvarkniki esa elementar zaryadning +2/3 qismiga teng. Elementar zaryad e bilan belgilanadi. Proton ikkita u-kvark va bitta d-kvarkdan (umumiy zaryadi «+1»), neytron esa bitta u-kvark va ikkita d-kvarkdan (umumiy zaryadi 0) tashkil topgan. Erkin neytron — beqaror zarracha. Paydo bo‘lganidan 885 soniya o‘tgach, u proton, elektron va antineytrinoga parchalanadi (qarang: Neytronning beta-parchalanishi). Yadro ichida neytron chuqur potensial o‘rada joylashadi, shu sababli saqlanish qonunlari uning parchalanishiga yo‘l qo‘ymasligi mumkin.
Yadro fizikasi astrofizikaning ko‘plab sohalari uchun (dastlabki nukleosintez, termoyadro reaksiyalarining yulduzlarda, ular bosh ketma-ketlikda bo‘lgan davrda ham, undan chiqqandan keyin ham sodir bo‘lishi) va, albatta, yadro energetikasi, istiqbolda esa termoyadro energetikasi uchun ham muhim ahamiyatga ega.
Tarix
1896-yilda fransuz kimyogari Antuan Anri Bekkerel tasodifan radioaktivlik hodisasini uran tuzlarida kashf etdi. Bu hodisa havoni ionlashtirish va fotoemulsiyalarni qoraytirishga qodir ko‘rinmas nurlarning o‘z-o‘zidan chiqishida namoyon bo‘lardi. Ikki yil o‘tib, Pyer Kyuri va Mariya Sklodovskaya-Kyuri ilk bor toriyning radioaktivligini aniqladilar hamda uran tuzlaridan poloniy va radiyni ajratib oldilar. Ularning radioaktivligi uran va toriynikiga qaraganda millionlab marta kuchliroq ekanligi ma’lum bo‘ldi.
Radioaktiv nurlanishni batafsil tajribaviy o‘rganish ishlari Rezerford tomonidan olib borildi. U radioaktiv nurlanish mos ravishda α-, β- va γ-nurlardan tashkil topishini ko‘rsatdi. Beta-nurlar manfiy zaryadlangan elektronlardan, alfa-nurlar esa musbat zaryadli zarrachalardan (alfa-zarrachalardan — keyinchalik ma’lum bo‘lishicha, geliy-4 yadrolaridan), gamma-nurlar esa rentgen nurlariga o‘xshaydi (zaryadga ega emas), biroq ancha yuqori energiyalidir.
Uzoq vaqt davomida yadro faqat protonlar va elektronlardan iborat deb hisoblangan. Ammo bunday model spinlarning va magnit momentlarning yadrolarga xos xususiyatlari haqidagi tajriba natijalariga zid edi. 1932 yilda Chedvik neytronni kashf etganidan so‘ng, Ivanenko va Geyzenberg tomonidan yadro aslida protonlar va neytronlardan tashkil topishi aniqlandi. Bu zarrachalar nuklonlar deb ataldi.
Adabiyotlar
- Malyarov V. V. Atom yadrosi nazariyasi asoslari. — M.: Fizmatlit, 1959. — 471 bet — 18 000 nusxa
- tahrirchi Artsimovich L. A. Yadro fizikasi bo‘yicha ma’lumotnoma. — M.: Fizmatlit, 1963. — 632 bet — 20 000 nusxa
- Shirokov Yu. M., Yudin N. P. Yadro fizikasi. — M.: Nauka, 1980. — 727 bet — 24 500 nusxa
- Abramov, A. I. Yadro fizikasi tarixi. — 2-nashr. — M.: KomKniga, 2006. — 232 bet — ISBN 5-484-00270-2.
