1. Атом ядросының құрамы, зарядтары, массасы
Ядролық реакциялар үшін сақталу заңдары
жүктеу/скачать 3,96 Mb.
|
Ядеркаааааааааааааааааа
- Бұл бет үшін навигация:
- 2. Энергия мен импульстің сақталу заңдары
- 3 Импульс моменті мен жұптылықтың сақталу заңдары
- 4. Изотоптық спиннің сақталу заңы
| 36.Ядролық реакциялар үшін сақталу заңдары.
1. Электрлік зарядтың сақталу заңы бойынша реакцияға дейінгі бөлшектердің зарядтарының қосындысы одан кейінгі бөлшектердің зарядтарының қосындысына тең болуы керек. 5.12) Ядролық реакцияларда дәл сақталатын шамалардың тағы біреуі оған қатысатын нуклондардың саны. Кейінгі зерттеулер барлық іргелі құбылыстарда нуклондардың ғана емес, барлық ауыр бөлшектер-бариондардың саны сақталатынын көрсетті. Бариондық зарядтың сақталу заңы табиғатта сияқты реакцияның өтпеуін, яғни біздің әлемнің нықтығын қамтамасыз етеді. 2. Энергия мен импульстің сақталу заңдарыҚатты денелердің өзінде ядролар бір-бірінен олардың өздерінің мөлшері (10-12см) мен ядролық әсерлесу қашықтығына қарағанда, әлдеқайда үлкен (10-8см) қашықтықта орналасқан. Сондықтан өзара әсерлесетін екі ядроны тұйық жүйе деп қарастыруға болады. Тұйық жүйе үшін толық энергия мен импульс сақталады. Ядролық реакциялар үшін энергияның сақталу заңы Е1= Е2 немесе Е01+Т1= Е02+Т2 (5.13) түрінде жазылады. Мұндағы Е01 мен Е02 , сәйкес, кірістік және шығыстық жүйелердің тыныштық энергиялары, ал Т1 мен Т2 оладың кинетикалық энергиялары. а+А b+B реакция үшін: . Жалпы жағдайда Е01 мен Е02 тең емес. Е01- Е02 айырмасын реакция энергиясы деп атап, оны Q әрпімен белгілейді. (5.13)- тен (5.14)Егер Q>0 болса, онда тыныштық энергиясының есесінен кинетикалық энергия артады (бөлініп шығады). Q 0 болса, керісінше жүйенің тыныштық энергиясы (массасы) кинетикалық энергияның кемуі есебінен артады. Серпімді соқтығыс үшін яғни Q=0. Демек, тек толық энергия емес, тыныштық энергиясы да, кинетикалық энергия да сақталады. Бұл кезде толық кинетикалық энергияны бөлшектер қайта бөліседі. эндоэнергиялық реакцияның табалдырықтық энергиясы (табалдырығы) немесе деп алсақ (5.18) шығады. Осыдан табалдырық әрқашан реакция энергиясынан үлкен болады. 3 Импульс моменті мен жұптылықтың сақталу заңдары Төменгі энергияларда өтетін реакциялар үшін импульс моментінің сақталу заңының маңызы зор. Ол бойынша реакция барысында әрекеттесуші бөлшектердің импульс моментерінің қосындысы мен оның берілген бағытқа проекциясы сақталады. (5.5)-түріндегі реакция үшін ол былай жазылады: , (5.20) мұндағы -сәйкес бөлшектердің спиндері. Оларды тәжірибе жүзінде анықтауға немесе есептеуге болады. сәйкес бөлшектер қосақтарының салыстырмалы қозғалыстарының орбиталық импульс моменттері. Олар дискретті мәндерге ғана ие бола алады. Осы дискреттік пен ядролық күштің әсер ету қашықтығының шектелгендігінен төменгі энергия кезінде өтетін ядролық реакциялардың орбиталық моменттің білгілі бір саннан артпайтын мәндері үшін ғана өте алатындығы туады. Орбиталық моменті бөлшекке кинетикалық энергия тән. Бұл энергияны центрден тепкіш потенциал деп атайды. Оның мәні -дің шаршысына пропорционал өсіп, r-дің шаршысына пропорционал кемиді. Оның ядроның шетіне тән мәнін центрден тепкіш тосқауылдың биіктігі деп атайды (5.21)Нуклондар үшін (m 1.6610-27кг) оның мәні (5.22) Жұптылықтың сақталу заңы бойынша реакцияға дейінгі жүйе мен реакциядан кейінгі жүйенің жұптылықтары тең болады. (5.5)-реакцияға қатысты ол заң былай жазылады (5.31) Мұндағы - бөлшектердің ішкі жұптылықтары, ал -сәйкес бөлшектер қосақтарының салыстырмалы қозғалыстарының орбиталық моменттері. Басқа сақталу заңдары сияқты жұптылықтың сақталуынан да ядролық әсерлесудің түрлерін шектейтін сұрыптау ережелері туады. Олар -, -, - ыдырауларды қарастырғанда кездескен болатын. Жұптылықтың сақталу заңынан, мысалы, серпімді соқтығыс кезінде бөлшектердің орбиталық моментінің 1-ге немесе басқа тақ санға өзгеруі мүмкін еместігі туады. Серпімді шашыратылу кезінде бөлшектердің ішкі күйлері өзгермейді. Тек оның спинінің бағыты өзгеруі мүмкін. Ал, ол оның жұптылығын өзгертпейді. Сондықтан (5.31)-ден олардың салыстырмалы қозғалысының моментерінің тек жұп санға өзгеру мүмкіндігі шығады. Жұптылықтың сақталу заңынан жұп (жұптылығы +1) жүйенің салыстырмалы орбиталық моменті жұп, спиндері нөл екі дәл бірдей бөлшекке ыдырай алатыны, ал тақ бөлшектің бұлай ыдырай алмайтыны шығады. Жұптылықтың сақталу заңы бойынша алғашқы А жүйе мен ақырғы екі дәл бірдей бөлшектен тұратын, құрама жүйенің жұптылықтары бірдей ; Дәл бірдей спиндері нөл бөлшектер Бозе-Эйнштейн статистикасына бағынады, оларды өзара ауыстырғанда толқындық функция өзгермейді Екі бөлшектен туратын жүйе үшін бөлшектерді ауыстыру, олардың координаттарының таңбаларын өзгертумен бірдей, яғни немесе олардың жұптылығы оң ( +1). Демек, бастапқы жүйенің де ақырғы жүйенің де жүптылықтары оң болуы тиіс. Осыдан немесе жұп болуы керек. Жүптылық сақталса, жүйенің қасиеттері, оның координаттарының таңбасын өзгерткенде, немесе полярлық бұрыштық коортинаттарын -ды ( + )-ге, -ны (-)-ға өзгерткенде өзгермеуі керек. Осыдан реакцияның спиндер бойынша орташаланған (яғни -ге тәуелсіз) қимасы -ны (-)-ға өзгерткенде өзгермеуі (5.32)немесе 90 бұрышқа қатысты симметриялы болуы керек. Басқаша айтқанда оның cos бойынша қатарға жіктелуінде (5.33) тақ дәрежелер болмауы: b=d=0 тиіс. 4. Изотоптық спиннің сақталу заңыИзотоптық спин таза ядролық әсерлесулерде сақталады. Ядролық реакциялар негізінен ядролық әсерлесудің салдарынан болады. Демек, оларда изотоптық спин сақталу керек. (5.5)-реакция үшін ол (5.34)теңдігімен беріледі.ядроның деңгейлерінің басқа кванттық сандармен қатар изотоптық спинмен де сипатталатынын, берілген ядроның деңгейлерінің изотоптық спині мен А/2 арасында жататыны көрсетілген болатын. Әлбетте, ядроның негізгі күйі мен төменгі қозған күйлеріне изотоптық спиннің ең кіші мәні тән. Изотоптық спиннің сақталу заңын ядроның деңгейлерін анықтауға қолдануға болады. Сұрыптау ережелері, әсіресе, а мен b бөлшектерінің изотоптық спиндері Та Тb 0 жағдайлар үшін қарапайым болады. Ондай реакциялар үшін ТА ТВ. Аталған реакцияларда тыйым салынған арналардың ықтималдылығы аз, бірақ елемеуге болатындай емес. Мұның себебі изотоптық спин электромагниттік әсерлесуде сақталмайды. Кулондық әсерлесу спині мен жұптылығы бірдей, бірақ изотоптық спиндері әртүрлі деңгейлерді араластырып жібереді. Араластыру дәрежесі мұндай деңгейлердің ара қашықтықтығына, еніне және т.б. тәуелді болады. Араластыру дәрежесі изотоптық спиннің сақталу дәрежесін анықтайды. Изотоптық спин ядролық реакцияларда ішінара сақталады. жүктеу/скачать 3,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|