logo
  1. Bosh sahifa
  2. Referatlar
  3. Umumiy
  4. YADROLAR BO’LINISHI MEXANIZMINING ENERGIYAVIY SHARTI. NEYTRONLAR ENERGIYASI. KECHIKUVCHI VA TEZ NEYTRONLAR. URAN YADROSI VA ULARNING BO’LINISHI. BO’LINISH PARAMETRLARI.

YADROLAR BO’LINISHI MEXANIZMINING ENERGIYAVIY SHARTI. NEYTRONLAR ENERGIYASI. KECHIKUVCHI VA TEZ NEYTRONLAR. URAN YADROSI VA ULARNING BO’LINISHI. BO’LINISH PARAMETRLARI.

Yuklangan vaqt:

08.08.2023

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

163.001953125 KB
Ko'chirib olish
YADROLAR BO’LINISHI MEXANIZMINING ENERGIYAVIY SHARTI. NEYTRONLAR ENERGIYASI. KECHIKUVCHI VA TEZ NEYTRONLAR. URAN YADROSI VA ULARNING BO’LINISHI. BO’LINISH PARAMETRLARI. Reja: 1. Yadrolar bo’linishi mexanizmining energiyaviy sharti. 2. Neytronlar energiyasi 3. Bo`linish neytronlari . 4. Kechikuvchi va tez neytronlar. 5. Kechikuvchi neytronlar xarakteristikasi. Yadro kuchlari ta’sirida hosil bo`lgan ya’ni ona yadroning parchalanishidan hosil bo`lgan bo`linish parchalari o`ta yuqori elektr potentsiali ta’sirida bo`ladi. Elektrostatik o`zaro itarishish kuchlari parchalarni ajratib yuboradi. U k –Kulon maydon potentsial energiyasi bo`linish parchalarini kinetik energiyasiga aylanib ketadi. Amalda parchalarning o`zaro tezlashish dastlabki atom chegarasi, r=10 -10 m ga yetganda tugaydi. So`ngra parchalar moddada harakatlanib qolgan atomlarni ham ionlashtiradi va uning kinetik energiyasi muhit zarralari issiqlik harakat energiyasiga aylanib ketadi. Bo`linishida ajralib chiqqan energiyaning bir qismi bo`linish parchalarining uyg`onish energiyasiga aylanadi. Har bir parchalarning uyg`onish energiyasi neytronlarni bog`lanish energiyasidan ancha katta, yangi hosil bo`lgan yadrolarni asosiy energetik holatga o`tishida avval har bir parcha 2-3 neytronlarni chiqarib keyin γ-kvantlarni nurlantiradi . Uning energiyasi 10-rasmdagi –E n+γ dan iborat. Uyg`ongan parchalar tomonidan nurlantirilgan neytronlarga va γ-kvantlar lahzaviy deb ataladi. Agar neytronlar susaytiruvchi moddaga tushsa tezlikda o`zining kinetik energiyasini muhitning issiqlik harakati energiyasiga aylantiradi va tezda yo`qotadi. Oxir-oqibatda γ-kvantlar (n,γ) reaksiya bo`yicha yadro tomonidan yutiladi va γ-kvant issiqlik energiyasiga aylanib ketadi. Neytronlar yutilguncha eng ko`pi bilan 10 -3 s vaqt yashaydi. Shu sababli radiatsion qamrashda neytronlar va γ-kvantlarning energiyasi issiqlikga o`tib ketadi. Muhitda bo`linish parchalari tormozlanishidan qaysi neytral atomga aylanadi va qo`zg`algan energetik holatlarga o`tadi, bu parchalar bo`linish mahsulotlari deyiladi. Chunki turg`un og`ir yadrolar o`rtacha massa soniga ega bo`…………lgan turg`un yadrolar bilan taqqoslaganda tarkibida ortiqcha neytronlarga ega bo`ladi va bo`linish mahsulotlari neytronlar bilan to`yingan β-aktiv bo`ladi. Juda ko`plab atom parchalari hosil bo`ladi va ularning turg’un yadroga aylantirguncha 3 martadan β-yemiriladi. β- yemirilish natijasida bo`linish parchalari nuklonlari yadroda yanada mustahkamroq o`rnashadi va uning energiyasi U oxirg (10-rasm) qiymatigacha kamayadi. E β -yemirilish energiyasi β-zarra va neytrino o`rtasida taqsimlanadi va energiyaning katta qismi β-yemirilish tufayli γ-kvant tomonidan olib ketiladi. Juda kam holatlarda (0,5-1%) β-yemirilishda kechikuvchi neytronlar hosil bo`ladi. β- zarralar va γ-kvant energiyalari issiqlikka aylanadi. Neytrino amalda muhit bilan ta’sirlashmaganligi tufayli uning energiyasi atrof- muhitga tarqalib ketadi. Bo`linishning to`liq energiyasi E to`l . β-zarra energiyasi, neytrino energiyasi kabilardan iborat bo`ladi. Kechikuvchi neytronlarni xususiyatlarini qarab chiqamiz: reaksiya natijasida yadro bo`linishida asosan 2 xil neytronlar hosil bo`ladi: 1) Lahzaviy neytronlar (tez neytronlar) 2) Kechikuvchi (qoldiq) neytronlar. Lahzaviy neytronlar hosil bo`lgan neytronlarning 99% qismini, kechikuvchi neytronlar esa ~1% ni tashkil qiladi. Lahzaviy neytronlar oraliq yadrolar bilan emas balki bo`linish parchalari tomonidan chiqariladi. Olingan ma’lumotlarga ko`ra yadro tomonidan issiq neytronlar yutilgandan so`ng τ=10 −16÷10 −14s o`tgach nurlanadi. Kechikuvchi neytronlar uran yadrosi neytronlar dastasi bilan nurlantirilgandan so`ng ham bir necha minut davomida neytronlarni nurlantirib turadi. Har qanday bo`linuvchi yadro kechikuvchi neytronlarning 6 ta guruhiga ega. Har bir guruhda neytron nurlanish intensivligi vaqtga bog`liq ravishda eksponentsial ravishda kamayadi. Boshida kechikuvchi neytronlar (γ,n) reaksiya natijasida bo`linish narchalari chiqargan γ-kvantlar tomonidan hosil qilinadi deb tasavvur qilingan edi. Ammo kechikuvchi neytronlarning vaqtga bog`liq ravishda o`zgarishi bu tasavvurlarni tasdiqlamadi. Oxir- oqibatda kechikuvchi neytronlar ba’zi bir yadro bo`linish parchalarining qayta bo`linishi bilan bog`liq. Masalan: katta yarim yemirilish davriga (T 1/2 ) ega bo`lgan neytronlar guruhi 87 Br yadrosining hosil bo`lishiga bog`liq. Bu yadro β−¿¿ kanal bilan yemirilib, yemirish davri T 1/2 =55,6sek ga teng bo`lib 87 Kr izotopini beradi. Shunday yuzta yemirilishdan 30 tasi asosiy holatdagi 87 Kr ni hosil qiladi. Kechikuvchi neytronlar manbai hisoblangan 87 Br yadroning yemirilish sxemasi Br β → − ¿ 3587 Kr β → − ¿ 3687 Rb β → − ¿ 3787 Sr 3887 ¿ ¿ ¿ (5) 11-rasm . 87 Br yadrosining yemirilish sxemasi. Har 100 yemirilishdan 70 tasida 87 Kr izotopi kuchli uyg`ongan holatda hosil bo`ladi, energiyasi 87 Kr yadrosining turg`un holatiga o`tishiga va lahzaviy neytronlarni chiqarishga yetarli bo`ladi. Shu sababli bu guruhning kechikuvchi neytronlari 87 Br yadrosini yemirilishidan keyin uning o`rtacha yashash vaqtiga teng bo`lgan vaqtdan keyin paydo bo`ladi. Kechikuvchi neytronlarning miqdori umumiy neytronlar miqdoriga nisbatan juda kam (eng ko`pi bilan 1% atrofida). Aynan yadro reaksiyalarida zanjir reaksiyasini borishi uchun kechikuvchi (qoldiq) neytronlar asosiy ro`lni o`ynaydi. Issiq reaktorlarda tez neytronlar zanjir reaksiyasida qatnashmaydi. Parchalarning bo`linishi, ya’ni zanjir reaksiyasini bir maromda borishi uchun faqat kechikuvchi neytronlar ishtiroki zarur bo`ladi. Agar yadro reaktorlarini hisobga olsak, reaktorda energiya hosil qilinishi va bu energiyani kesiklikka aylantirish muhim hisoblanadi. Bundan tashqari yadro nurlanishlar energiyasini katta-kichikligi, o`tuvchanligi va ajralib chiqqan energiyaning issiqlikga aylanish vaqti ham asosiy bo`lib hisoblanadi. Bo`linish parchalari va β-zarra o`z energiyasaini bevosita og`ir yadroning bo`linish nuqtasi yaqinida moddaga uzatadi, γ-kvant va neytronlar esa o`z energiyasini uzoq masofalargacha uzgartirishi mumkin. Bo`linish parchalari, neytronlar va lahzaviy γ-kvantlar bo`linishdan so`ng juda kichik vaqt ichida issiqlikka aylanib ketadi. β- yemirilish energiyasi ko`plab radioaktiv atomlarning bo`linishi va to`planishi orqali aniqlanadigan β-yemirilish energiyasi vaqt bo`yicha katta siljishda paydo bo`ladi. Yadroviy reaksiyalarda qatnashuvchi neytronlar turlari va ularning energiyasi . Jadval № Neytronlar turlari Neytronlar energiyasi 1 Sovuq neytronlari 0,025 eV 2 Issiq neytronlari 0,25÷0,5 eV 3 Rezonans neytronlari 0,5÷1 keV 4 Oraliq neytronlari 1÷100 kev 5 Tez neytronlari 100keV÷14 MeV 6 Relyativistik neytronlari <20-30 MeV U 235 -izotopining bo`linish reaksiyasida ajralib chiqqan energiyasining bo`linish mahsulotlari o`rtasida taqsimlanish. Jadval № Bo`linish mahsulotlari Bo`linish mahsulotlari energiyasi MeV 1 Bo`linish parchalarining kinetik energiyasi 169 MeV 2 Lahzaviy γ-kvantlar energiyasi 8 MeV 3 Bo`linish neytronlarining kinetik energiyasi 5 MeV 4 β-parchalanish energiyasi 9 MeV 5 γ-nurlanish energiyasi 7 Mev 6 Neytrino energiyasi 11 MeV 7 Jami bo`linish energiyasi 205 MeV Oxirgi jadvalda keltirilgan 235 U yadrosining bir bo`linishi aktida hosil bo`lgan energiyaning bo`linish mahsulotlari o`rtasida taqsimlanishi tarkibiy yadroning bo`linish holatidan bog`liq bo’lsa γ-kvant energiyali bo`lsa energiyasi esa neytronlarni yutuvchi yadroning xususiyatlaridan bog`liq. Yadro reaksiyalarida keyingi bo`linishga sabab bo`lgan 3/4 ikkilamchi neytronlar uran izotopi tomonidan yutiladi, qolganlari bir yutilishda 2÷11 MeV γ-kvantlarni nurlantiruvchi boshqa moddalar tomonidan yutiladi. Neytronlarni qamraganda qiyin ko`proq keltirilgan radioaktivlik hosil bo`ladi va energiya ajralib chiqadi. Eng ko`p yadro reaksiyalarida 239 U izotopini hosil bo`lishi bilan bog`liq bo`lgan keltirilgan radioaktivlik asosiy hisoblanadi, chunki 239 U va 239 Np yemirilishda ~2 MeV energiya ajralib chiqadi. Bu reaksiya (4) formulada keltirilgan. Bir yemirilish aktida issiqlikka aylanadigan energiya taxminan 200 MeV ni tashkil etadi. Agar hisob-kitob qilinsa 4 g bo`linuvchi 235 U izotopi; E=5·10 23 MeV =1,94·10 10 kaloriya=8,1·10 10 J=2,25MBT·soat=1MBTsutka energiyani beradi. Og`ir yadroni bo`linishida ajralib chiqqan energiya har qanday yadro reaksiyasida hosil bo`lgan energiyadan bir tartibga katta. To`g`ri, har bir nuklonga yoki moddaning massa birligiga to`g`ri keluvchi energiya yengil yadrolar bilan bo`ladigan reaksiyalarda ajralib chiquvchi energiyadan bir muncha kam. To`liq energiyaning taxminan 5% (11 MeV) qismini neytrino olib ketadi shu sababli energiyaning bu qismidan foydalanib bo`lmaydi. 235 U yadrosini issiq neytronlar bilan bo`linishida qirqqa yaqin har xil massali parchalar juftlari hosil bo`ladi. Juft parchalar massa sonlarining yig`indisi 234 ga teng bo`lib, 236 U-yadrosiga bo`linadi va uyg`onagan parchalar 2 ta neytronni nurlantiradi. β-yemirilish massa sonini o`zgartirmaydi, faqat atom mahsulotining qanday kimyoviy elementga taaluqliligini ko`rsatadi, shu sababli birinchi radioaktiv atomning chiqishi berilgan massa sonli butun zanjirning chiqishidan iborat. Eng katta chiqish 6% ya’ni yuzta bo`linishdan olti holda hosil bo`lishi massa sonlari 95 va 139 ga tegishlidir. Uran 235 izotopini bo`linishida qayd etilgan eng yengil va eng og`ir yadro mahsulotlari massa sonlari mos holda 72 va 161 ga teng. Massa sonlari A=117 bo`lgan ikkita teng bo`lakka bo`linish ehtimoli juda kichik, chunki bu qarashlar yadroning tomchi modeli xulosalariga to`g`ri kelmaydi, ya’ni tomchi modeliga ko`ra ikki parchalar simmetrik bo`lishi kerak. Yadroning o`zaro teng bo`lmagan ikkita parchaga bo`linishi qobiq modeli bilan tushuntiriladi, 50 va 82 neytronga ega bo`lgan to`lib boradigan qobiqli yadrolarning hosil bo`lish natijasidir. Yadro bilan ta’sirlashuvchi neytronlarni energiyasi ortib borishi bilan ikkita o`zaro teng bo`lgan qismga bo`linish ehtimolligi ham ortadi va oxir- oqibatda maksimal qiymatga erishadi va yadro modellarini qo`llash to`g`risidagi tasavvurlarga mos keladi. Kimyoviy elementlar bo`yicha bo`linish mahsulotlarining tarkibi β-yemirilishlar natijasi hisoblanadi. Biri ikkinchisidan keyingi zanjir reaksiyaga misol qilib. Xe ❑140 β → − ¿ ¿ 16 s Cs β → − ¿ ¿ 66 s ❑140 Ba β → − ¿ ¿ 12,8 kun La β → − ¿ ¿ 40,2 saot Ce ❑140 ❑140 (turg`un yadro) (7) Agar bo`linish jarayoni o`zgarmas tezlik bilan yetarlicha uzoq davom etsa, unda ko`plab zanjirlarda muvozanat erishiladi va bo`linish mahsulotlarining kimyoviy tarkibi o`zgarmaydi. Muvozanat holatdagi 25% bo`linish mahsulotlari-nodir yer elementlaridan iborat. Boshqa elementlardan eng muhimlari sirkoniy (15%) seziy (6,5%). Gazlardan ksenon va kriptonlar 16%ni tashkil etadi. Bu gazlarning hajmi 25 dm 3 dan ko`p emas va normal sharoitlarda har bir bo`linuvchiga kilogramm uran to`g`ri keladi. Bo`linish aktiga to`g`ri keluvchi ikkilamchi neytronlar 2-Jadval Nuklid n 0 dn/dE, 1/ MeV 233 U 2,479 0,123 235 U 2,416 0,133 239 Pu 2,862 0,135 238 U 2,9 - Bo’linish neytronlari . Bitta bo`linish aktiga to`g`ri keluvchi ikkilamchi neytronlarning o`rtacha soni n 0 zanjir reaksiyaning bir xil tezlik bilan borishida hal qiluvchi rol o`ynaydi. 2-jadvalda 235 U izotopini issiq neytronlar bilan va 238 U izotopini tez neytronlar bilan bo`lishda, bo`linuvchi asosiy nuklidlar uchun n 0 qiymatlari keltirilgan. Bo`linishga olib keluvchi neytronlar sonining ortishi bilan yadro parchalarning uyg`onish energiyasi ham bir muncha ortadi. Bu esa ular tomonidan chiqarilayotgan neytronlar sonining kamroq bo`lsada ortishiga olib keladi. Uyg`ongan yadrolarning neytronlarni nurlantirish boshqa nuklonlar bilan o`zaro ta’sir natijasida uning bog`lanish energiyasidan katta bo`lgan energiyaga ega bo`ladi. Bog`lanish energiyasidan olingan qoldiq energiya neytronlarining kinetik energiyasidan iborat. Shunday holda chiqarilgan neytronlarning kinetik energiyasining taqsimlanishi Maksvell taqsimotidan iborat bo`lib, yadroning uyg`onish energiyasi orqali aniqlanadi. Chunki bo`linish parchalari neytronlarni nurlantirishda juda katta tezlik (~10 7 m/s) bilan harakatlanadi, laboratoriya koordinata sistemasida neytronlarni energetik spektri parcha-neytron sistema energiya markazi koordinatalarida dastlabki Maksvell taqsimotiga mos kelmaydi. Shunga qaramasdan bo`linish neytronlari kuzatilgan spektrlari Maksvell qonunlari bilan ifodalanadi: λ N dn dE = a n 0√ E exp ( − E T ) (8) bu yerda T-neytronlarning energiyasi E ko`rinishida ifodalangan taqsimot parametri, (MeVlarda o`lchanadi), α-o`zgarmas kattalik, n 0 bo`linish neytronlari soni taqsimlanishini normallashtiruvchi kattalik, N-qaralayotgan neytronlarning to`liq soni. 3-Jadval Issiq neytronlar bilan yadroni bo`linishida lahzaviy neytronlar spektrlari parametrlari: Nuklid a, MeV -3/2 T, MeV 233 U 1,888 1,306 235 U 1,872 1,290 239 U 1,121 1,333 (8) dagi parametrlar avvaldan ma’lum emas, faqat tajribadan topiladi. 3-jadvalda bo`linuvchi nuklidlar (8) ifodaga bo`linuvchi neytronlar kuzatilgan spektrlarning mos keluvchi a va T kattaliklar keltirilgan. 13-rasmda 235 U izotopi uchun taqsimot keltirilgan. 13-rasm. 235 U izotopini lahzaviy neytronlar bilan bo`linishida lahzaviy neytronlar spektri. Maksvell spektri effektiv temperaturasi T muhiti bo`yicha ( 2 3 E ) ni ifodalaydi, bu yerda E –bo`linish neytronlarining o`rtacha energiyasi. 235 U-uran izotopining issiq neytronlar yordamida bo`linishidan hosil bo`lgan lahzaviy neytronlar o`rtacha energiyasi ~2 MeV atrofida, maksimum taqsimlanish energiyasi 0,7 MeV atrofida. Bo`linish energiyasi 18 MeV gacha bo`lgan neytronlar ham qayd qilingan, ammo energiyasi 10 MeV dan yuqori bo`lgan neytronlar juda kam va biron bir amaliy ahamiyatga ega emas. Shu sababli bo`linish neytronlari energiyaviy spektri 10 MeV gacha kuzatiladi. Spektrning pastki qismida 0,5% kam bo`lgan lahzaviy neytronlar 0,05 MeV dan kam energiyaga ega bo`ladi. Boshqa bo`linuvchi nuklidlarning ikkilamchi neytronlar energetik spektri 235 U neytronlari spektriga yaqin bo`ladi. Kechikuvchi neytronlar. 2-jadvaldagi kattaliklar to`lqin ikkilamchi neytronlar soniga, ham lahzaviy ham kechikuvchi neytronlarga tegishlidir, ammo kechikuvchi neytronlar miqdori nihoyatda kichik. β-yemirilishda hosil bo`lgan ba’zi bir bo`linish mahsulotlaridagi kechikuvchi neytronlar soni kam bo`lsada yadro reaksiyalarida boradigan zanjir reaksiyasini bir maromda borishini ta’minlaydi. Tez neytronlar zanjir reaksiyasini borishida qatnashmaydi. Bir qator kechikuvchi neytronlarni yadrolarda yarim yemirilish davrini farqlab bo`lmaydi, shu sababli kechikuvchi neytronlarni davrlari va chiqishlarini hisobga olib bir necha guruhlarga ajratiladi. Umuman tajribada juda shunday 6ta guruh aniqlangan. Turli yadrolarni bo`linishida bo`linish mahsulotlari tarkibi qisman farqlanadi va har bir guruhdagi kattaliklardan aks etadi. Og`ir yadrolarning bo`linishida namoyon bo`ladigan kechikuvchi neytronlar guruhining xarakteristikasi 4-jadvalda keltirilgan. Kechikuvchi neytronlar xarakteristikasi. 4-Jadval Guruh raqam i T,s 233 β 1 U 235 β 1 U 239 β 1 Pu 232 β 1 Tu 238 β 1 U E n 235 U uchun MeV 1 54-56 0,0006 0,0005 0,0002 0,0017 0,0005 0,25 2 21-23 0,0020 0,0035 0,0018 0,0074 0,0056 0,56 3 5-6 0,0017 0,0031 0,0013 0,0077 0,0067 0,43 4 1,9-2,3 0,0018 0,0062 0,0020 0,0211 0,0160 0,62 5 0,5-0,6 0,0003 0,0018 0,0065 0,0085 0,0093 0,42 6 0,17-0,27 0,0002 0,0007 0,0003 0,0021 0,0031 - 7 β 1 0,0066 0,0158 0,0061 0,0495 0,0412 - 8 Β 2 0,00264 0,0065 0,0021 0,022 0,0157 - τ 1 ,s 18,4 13,0 15,4 10,1 7,68 - 4- jadvalning 2- ustunida har bir guruh uchun yemirilishga moyil qayd qilingan har xil nuklidlar yarim yemirilish davrining effektiv diapazoni keltirilgan . Keyingi ustunlarda bir bo`linish β 1 aktida kechikuvchi neytronlar guruhining chiqishlari keltirilgan. Oxirgi ustunda 235 U izotopi uchun o`lchangan neytronlar guruhining o`rtacha energiyasi ko`rsatilgan. Chiqishga ega har bir ustun bo`yicha hulosa qilingan. Bo`linish aktida to`liq chiqish β T = ∑ β 1 ga teng. Pastda kechikuvchi neytronlar β hissasi va bo`linishdagi to`liq neytronlar soni keltirilgan va u β=β T /n 0 jadvaldagi oxirgi qator kechikishni o`rtacha vaqti →τ 1 ni yoki barcha kechikuvchi neytronlarni o`rtacha yashash vaqti: τ1= ∑ βTTT βln 2 = ∑ βTτT β (9) Tajriba natijalaridan foydalanib har bir nuklid uchun yarim yemirilish davri T T qiymatlari va T1/2= ln 2 x = τln 2 = 0,693 τ (10) Ifodalar o`rinli bo`ladi. Bunda λ yemirilish doimiyligi τ yoki T 1/2 radioaktiv moddani xarakterlaydi 4-jadvaldagi nuklidlar bo`linishi issiq neytronlar bilan reaktorda esa tez neytronlar bilan bo`linadigan neytronlardan foydalaniladi. Kechikuvchi neytronlarni miqdori 239 Pu izotopida juda kam bo`lib, 235 U- izotopiga qaraganda 239 Pu yoqilg`isida ishlaydigan reaktorlarning ishlash rejimiga qattiq talab qo`yiladi. Agar 232 Tn va 235 U izotoplari bo`linsa ular nisbatan qo`llab kechikuvchi neytronlarni nurlantiradi. Kechikuvchi neytronlarning kinetik energiyasi lahzaviy neytronlarni energiyasidan yetarlicha kichik, bu holni 235 U izotopi misolida xam ko`rish mumkin. Foydalanilgan adabiyotlar. Asosiy adabiyotlar 1. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика: Учебник. В 3-х тт. Т. 1,2. Физика атомного ядра. 7-е изд., СПб.: Изд-во «Лань», 2009. - 384 с. 2. Климов А.Н. Ядерная физика и ядерные реакторы: Учебник для вузов.М.: Энергоатомиздат, 2002. - 464. 3. Владимиров В.И. Практические задачи по эксплуатации ядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 304. 4. Нигматулин И.Н., Нигматулин Б.И. Ядерные энергетические установки. — М.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 с 5. Барсуков О.А. Основы физики атомного ядра. Ядерные технологии – Москва.: Физматлит, 2011. 6. Апсэ В.А, Шмельев А.Н. Я дерные технологии . Москва 2008 . 7. Ахmedovа G., Тo‘xtaev U.. Yadro fizikasi va dozimetriyadan masalalar to‘plami. SamDU nashriyoti , 2019 y . Qo’ shimcha adabiyotlar 3 Бойко В. И , Кошелев Ф. П. технологии в различнқх сферах человеческой деятельности Ядерн ы е.- Томского политехнического университета 2008. 4 Рыжакова Н.К. Я дерная физика и её приложения . Учебное пособие . 2-е издание . Издательство Томского политехнического университета . 2008 г. 5 Подготовка облученного ядерного топлива к химической переработке / А.Т. Агинков, Э.А. Ненарокомов, В.Ф. Савельев, А.Б. Ястребов. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 128 с. 6 Воронин В.П. РАО «ЕЭС Росии». Состояние и перспективы // Электрические сети и системы. - 2003. - № I . - С. 1 3—16.

YADROLAR BO’LINISHI MEXANIZMINING ENERGIYAVIY SHARTI. NEYTRONLAR ENERGIYASI. KECHIKUVCHI VA TEZ NEYTRONLAR. URAN YADROSI VA ULARNING BO’LINISHI. BO’LINISH PARAMETRLARI. Reja: 1. Yadrolar bo’linishi mexanizmining energiyaviy sharti. 2. Neytronlar energiyasi 3. Bo`linish neytronlari . 4. Kechikuvchi va tez neytronlar. 5. Kechikuvchi neytronlar xarakteristikasi.

Yadro kuchlari ta’sirida hosil bo`lgan ya’ni ona yadroning parchalanishidan hosil bo`lgan bo`linish parchalari o`ta yuqori elektr potentsiali ta’sirida bo`ladi. Elektrostatik o`zaro itarishish kuchlari parchalarni ajratib yuboradi. U k –Kulon maydon potentsial energiyasi bo`linish parchalarini kinetik energiyasiga aylanib ketadi. Amalda parchalarning o`zaro tezlashish dastlabki atom chegarasi, r=10 -10 m ga yetganda tugaydi. So`ngra parchalar moddada harakatlanib qolgan atomlarni ham ionlashtiradi va uning kinetik energiyasi muhit zarralari issiqlik harakat energiyasiga aylanib ketadi. Bo`linishida ajralib chiqqan energiyaning bir qismi bo`linish parchalarining uyg`onish energiyasiga aylanadi. Har bir parchalarning uyg`onish energiyasi neytronlarni bog`lanish energiyasidan ancha katta, yangi hosil bo`lgan yadrolarni asosiy energetik holatga o`tishida avval har bir parcha 2-3 neytronlarni chiqarib keyin γ-kvantlarni nurlantiradi . Uning energiyasi 10-rasmdagi –E n+γ dan iborat. Uyg`ongan parchalar tomonidan nurlantirilgan neytronlarga va γ-kvantlar lahzaviy deb ataladi. Agar neytronlar susaytiruvchi moddaga tushsa tezlikda o`zining kinetik energiyasini muhitning issiqlik harakati energiyasiga aylantiradi va tezda yo`qotadi. Oxir-oqibatda γ-kvantlar (n,γ) reaksiya bo`yicha yadro tomonidan yutiladi va γ-kvant issiqlik energiyasiga aylanib ketadi. Neytronlar yutilguncha eng ko`pi bilan 10 -3 s vaqt yashaydi. Shu sababli radiatsion qamrashda neytronlar va γ-kvantlarning energiyasi issiqlikga o`tib ketadi. Muhitda bo`linish parchalari tormozlanishidan qaysi neytral atomga aylanadi va qo`zg`algan energetik holatlarga o`tadi, bu parchalar bo`linish mahsulotlari deyiladi. Chunki turg`un og`ir yadrolar o`rtacha massa soniga ega bo`…………lgan turg`un yadrolar bilan taqqoslaganda tarkibida ortiqcha neytronlarga ega bo`ladi va bo`linish mahsulotlari neytronlar bilan to`yingan β-aktiv bo`ladi. Juda ko`plab atom parchalari hosil bo`ladi va ularning turg’un yadroga aylantirguncha 3 martadan β-yemiriladi. β- yemirilish natijasida bo`linish parchalari nuklonlari yadroda yanada mustahkamroq o`rnashadi va uning energiyasi U oxirg (10-rasm) qiymatigacha kamayadi.

E β -yemirilish energiyasi β-zarra va neytrino o`rtasida taqsimlanadi va energiyaning katta qismi β-yemirilish tufayli γ-kvant tomonidan olib ketiladi. Juda kam holatlarda (0,5-1%) β-yemirilishda kechikuvchi neytronlar hosil bo`ladi. β- zarralar va γ-kvant energiyalari issiqlikka aylanadi. Neytrino amalda muhit bilan ta’sirlashmaganligi tufayli uning energiyasi atrof- muhitga tarqalib ketadi. Bo`linishning to`liq energiyasi E to`l . β-zarra energiyasi, neytrino energiyasi kabilardan iborat bo`ladi. Kechikuvchi neytronlarni xususiyatlarini qarab chiqamiz: reaksiya natijasida yadro bo`linishida asosan 2 xil neytronlar hosil bo`ladi: 1) Lahzaviy neytronlar (tez neytronlar) 2) Kechikuvchi (qoldiq) neytronlar. Lahzaviy neytronlar hosil bo`lgan neytronlarning 99% qismini, kechikuvchi neytronlar esa ~1% ni tashkil qiladi. Lahzaviy neytronlar oraliq yadrolar bilan emas balki bo`linish parchalari tomonidan chiqariladi. Olingan ma’lumotlarga ko`ra yadro tomonidan issiq neytronlar yutilgandan so`ng τ=10 −16÷10 −14s o`tgach nurlanadi. Kechikuvchi neytronlar uran yadrosi neytronlar dastasi bilan nurlantirilgandan so`ng ham bir necha minut davomida neytronlarni nurlantirib turadi. Har qanday bo`linuvchi yadro kechikuvchi neytronlarning 6 ta guruhiga ega. Har bir guruhda neytron nurlanish intensivligi vaqtga bog`liq ravishda eksponentsial ravishda kamayadi. Boshida kechikuvchi neytronlar (γ,n) reaksiya natijasida bo`linish narchalari chiqargan γ-kvantlar tomonidan hosil qilinadi deb tasavvur qilingan edi. Ammo kechikuvchi neytronlarning vaqtga bog`liq ravishda o`zgarishi bu tasavvurlarni tasdiqlamadi. Oxir- oqibatda kechikuvchi neytronlar ba’zi bir yadro bo`linish parchalarining qayta bo`linishi bilan bog`liq. Masalan: katta yarim yemirilish davriga (T 1/2 ) ega bo`lgan neytronlar guruhi 87 Br yadrosining hosil bo`lishiga bog`liq. Bu yadro β−¿¿ kanal bilan yemirilib, yemirish davri T 1/2 =55,6sek ga teng bo`lib 87 Kr izotopini beradi. Shunday yuzta yemirilishdan 30 tasi asosiy holatdagi 87 Kr ni hosil qiladi. Kechikuvchi neytronlar manbai hisoblangan 87 Br yadroning yemirilish sxemasi Br β → − ¿ 3587 Kr β → − ¿ 3687 Rb β → − ¿ 3787 Sr 3887 ¿ ¿ ¿ (5)

11-rasm . 87 Br yadrosining yemirilish sxemasi. Har 100 yemirilishdan 70 tasida 87 Kr izotopi kuchli uyg`ongan holatda hosil bo`ladi, energiyasi 87 Kr yadrosining turg`un holatiga o`tishiga va lahzaviy neytronlarni chiqarishga yetarli bo`ladi. Shu sababli bu guruhning kechikuvchi neytronlari 87 Br yadrosini yemirilishidan keyin uning o`rtacha yashash vaqtiga teng bo`lgan vaqtdan keyin paydo bo`ladi. Kechikuvchi neytronlarning miqdori umumiy neytronlar miqdoriga nisbatan juda kam (eng ko`pi bilan 1% atrofida). Aynan yadro reaksiyalarida zanjir reaksiyasini borishi uchun kechikuvchi (qoldiq) neytronlar asosiy ro`lni o`ynaydi. Issiq reaktorlarda tez neytronlar zanjir reaksiyasida qatnashmaydi. Parchalarning bo`linishi, ya’ni zanjir reaksiyasini bir maromda borishi uchun faqat kechikuvchi neytronlar ishtiroki zarur bo`ladi. Agar yadro reaktorlarini hisobga olsak, reaktorda energiya hosil qilinishi va bu energiyani kesiklikka aylantirish muhim hisoblanadi. Bundan tashqari yadro nurlanishlar energiyasini katta-kichikligi, o`tuvchanligi va ajralib chiqqan energiyaning issiqlikga aylanish vaqti ham asosiy bo`lib hisoblanadi. Bo`linish parchalari va β-zarra o`z energiyasaini bevosita og`ir yadroning bo`linish nuqtasi yaqinida moddaga uzatadi, γ-kvant va neytronlar esa o`z energiyasini uzoq

masofalargacha uzgartirishi mumkin. Bo`linish parchalari, neytronlar va lahzaviy γ-kvantlar bo`linishdan so`ng juda kichik vaqt ichida issiqlikka aylanib ketadi. β- yemirilish energiyasi ko`plab radioaktiv atomlarning bo`linishi va to`planishi orqali aniqlanadigan β-yemirilish energiyasi vaqt bo`yicha katta siljishda paydo bo`ladi. Yadroviy reaksiyalarda qatnashuvchi neytronlar turlari va ularning energiyasi . Jadval № Neytronlar turlari Neytronlar energiyasi 1 Sovuq neytronlari 0,025 eV 2 Issiq neytronlari 0,25÷0,5 eV 3 Rezonans neytronlari 0,5÷1 keV 4 Oraliq neytronlari 1÷100 kev 5 Tez neytronlari 100keV÷14 MeV 6 Relyativistik neytronlari <20-30 MeV U 235 -izotopining bo`linish reaksiyasida ajralib chiqqan energiyasining bo`linish mahsulotlari o`rtasida taqsimlanish. Jadval № Bo`linish mahsulotlari Bo`linish mahsulotlari energiyasi MeV 1 Bo`linish parchalarining kinetik energiyasi 169 MeV 2 Lahzaviy γ-kvantlar energiyasi 8 MeV 3 Bo`linish neytronlarining kinetik energiyasi 5 MeV 4 β-parchalanish energiyasi 9 MeV 5 γ-nurlanish energiyasi 7 Mev 6 Neytrino energiyasi 11 MeV 7 Jami bo`linish energiyasi 205 MeV

O'xshashlar

ATOM YADROSINING BO’LINISHI. BO’LINISHNING ASOSIY QONUNLARI. YADROLAR BO’LINISHINI YADRONING TOMCHI MODELI ASOSIDA TUSHUNTIRISH. BO’LINISH REAKSIYASI MAHSULOTLARI VA ULARNING XOSSALARI.
TRANSURAN ELEMENTLAR. TRANSURAN ELEMENTLARINI SINTEZ QILISH. RADIOAKTIV OILALAR. YADROLARNING KETMA-KET YEMIRILISHI
ATOM ENERGETIKASIDAN FOYDALANISHDA YADRO YOQILG’ILARI. TABIIY URAN VA TORIY IZOTOPLARI. URAN IZOTOPLARINI SANOAT USULIDA OLISH VA BOYITISH. PLUTONIY IZOTOPLARI YADRO YOQILG’ISI SIFATIDA
Yadro fizikasi. Yadro modellari. Bog’lanish energiyasi. Radioaktivlik. Nishonli atomlar usulidan qishloq xo’jaligida foydalanish 52v
ISSIQ NEYTRONLAR TA’SIRIDA ZANJIR REAKSIYASINING BORISHI. BO’LINISH REAKSIYASINING KRITIKLIK SHARTI. KO’PAYISH KOEFFITSIYENTI. IKKILAMCHI NEYTRONLAR XAQIDA. BIR AVLODGA TEGISHLI NEYTRONLARNING YASHASH VAQTI