Атом құрылысын ұжымдық оқыту

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 41 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3

1.1 Ғылыми педагогика іліміндегі оқытуды ұйымдастырудың негізгі
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.2 Ұжымдық оқыту
технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...5

1.3 Ұжымдық оқыту тәсілінің негізінде оқу үдерісін
ұйымдастыру ... ... ... ... .16

2 .1Атом құрылысын ұжымдық
оқыту ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..2 0
2.2 Атом құрылысына Д.И.Менделеевтің периодтық заң және химиялық
элементтердің периодтық жүйесі тұрғысынан
сипаттама ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 20
3. Атом құрылысын ұжымдық оқыту технологиясымен сабақты жүргізу үдерісін
тәжірибелік-эксперименттік
негіздеу; ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .26 2.4Атом
құрылысын ұжымдық оқыту технологиясымен сабақты жүргізу үдерісін
тәжірибелік-эксперименттік негіздеу;
1. Атом құрылысын оқыту кезінде ұжымдық оқыту әдісінің дидактикалық және
тәжірибелік-эксперименттік меңгеру нәтижелерін қорытындылау.

3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК
БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ..29

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43

ӘДЕБИЕТТЕР
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... .45

Кіріспе

Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Орыстың педагогтерінің бірі К.Д.Ушинскийдің
айтқанындай қазіргі заман талабына сай әрбір мұғалім, өз білімдерін
жетілдіріп, ескі бір сарынды сабақтардан гөрі, жаңа талапқа сәйкес
инновациялық технологияларды өз сабақтарында күнделікті пайдаланса сабақ
тартымды да, мәнді, мағыналы, тиімді болары сөзсіз. Бұл туралы Қазақстан
Республикасының Білім туралы Заңының 8-бабында: Білім беру жүйесінің
басты міндеттерінің бірі – оқытудың жаңа технологияларын енгізу, білім
беруді ақпараттандыру, халықаралық ғаламдық коммуникациялық желілерге шығу
- деп, атап көрсеткен. Елбасымыз Н.Ә.Назарбаев Жолдауында айтқандай:
Болашақта өркениетті дамыған елдердің қатарына ену үшін заман талабына сай
білім қажет. Қазақстанды дамыған 50 елдің қатарына жеткізетін, терезесін
тең ететін – білім. Сондықтан да қазіргі даму кезеңі білім беру жүйесінің
алдында оқыту үдерістерінің технологияландыру мәселесі қойылып отыр.
Оқытудың әртүрлі технологиялары сарапталынып, жаңашыл мұғалімдердің іс-
тәжірибесі зерттелініп, мектептің өміріне енуде.

Әдебиеттерде оқығанда көретініміздей, педагогикада оқу – тәрбие
процесінде оқушылардың белсенділігін жоғарылатудың жолдары үздіксіз түрде
жүргізілетіндігі көрсетіледі. Оқу үдерісінде оқушылардың өз бетінше және
белсенділік принципі атақты дидакт М.Н.Скаткиннің жұмыстарында ұсынылды.
Кейін ол М.И.Махмутова, Т.И.Шамова, Н.А.Половникова, Д.В.Вилькеева,
И.Я.Лернер зерттеулерінде дамыды. Бірақтан да алдыңғы ғасырдың 80 –
жылдарына дейін бұл бағытты зерттеу оқытуды ұйымдастырудың бір түрі – тек
сабақта ғана жүргізілді. Сабақтың әр кезеңдерінде оқушыларды белсенділігін
арттырудың тәсілдері қарастырылды. Зерттеушілер оқу процесінде әрбір
оқушының белсенділігін арттыруда оқу әрекетін жекешелендіру мүмкіндіктерін
қарастырды. Басқалары бұл міндетті шешуде оқытудың ұжымдық формасын
қарастырды. 80 – жылдардың басынан бастап педагогикада педагогикалық
технологиялармен байланысты зерттеудің жаңа бағыттары пайда болды. Бұл
бағыт аумағында әр түрлі оқытудың инновациялық технологиялары қарқынды
түрде бастау ала бастады және олардың қатарында оқытудың ұжымдық әдісі де
рөл атқарды. Педагогикада бұл технология В.К.Дьяченко атымен байланысты. Ол
бұл форманың негізін, мазмұнын және мақсатын құрды. Ол өзінің
зерттеулерінде ұжымдық оқыту технологиясының әрбір оқушының белсенділік
әрекетінің міндеттерін шешуде, оқушылардың ынтасын жоғарылатуда,
коммуникативті дағдыларын қалыптастыруда үлкен мүмкіндікке ие екендігін
айтты. Сол уақыттарда оның қарқынды түрде жүзеге асуына жұмыстар
жүргізілмеді.

Ұжымдық оқытудың тарихы М.А.Брейтерман., З.А.Вихман., З.Чаганның
жұмыстарында көрсетілді. Оқытудың ұжымдық әдісінің технологиясының
теориялық және әдістемелік негіздері А.Г.Ривин., В.К.Дьяченко., М.А.Мкртчян
еңбектерінде қарастырылды. Ал бұл технологияның жүйелік талдауын
Г.К.Селевко ұсынды.

Оқытудағы ұжымдық проблемасының көп ғасырлық тарихы бар. 16-17
ғасырлардың өзінде мұғалімнің бір уақытта сыныптағы барлық оқушылармен
жұмыс жасауын ұжымдық деп атаған.

Бірақ ұжымдық жұмысты әртүрлі зерттеушілер әрқалай түсінеді. Бір
жағдайда бұл мұғалінің барлық сыныппен бір уақыттағы жұмысы

(Е.Н.Медынский, А.А.Бударный). Басқасында – ауызша немесе жалпы сыныптық
әрекет жағдайы (бірігіп іздену, талқылау, бір-біріне көмек беру). Үшіншіден
– егер жұмыс нәтижесі өзара талқыланып, талданса, онда ауызша немесе топтық
болады. Төртіншіден – дифференциалды топтық жұмыс, мұнда әрбір топ
өздерінің жеке тапсырмаларын алады, одан кейін топ мүшелері арасында жеке
тапсырмаларға және тақырыптарға бөліп алады. Бесіншіден – алмаспалы құрамды
жұппен жұмыс.

Ұжымдық оқыту тәсілінің негізінде оқу үдерісін ұйымдастыру Ресейде кең
қолданыс тапқан. Сонымен қатар Ресеймен көршілес мемлекеттерде де әдіс
негізінде жұмыстар жүргізілуде. Алдағы уақытта да әдістің Қазақстанда дамуы
үшін педагогикалық мүмкіндіктерін жүзеге асыратын жаңа деңгейде әрекеттер
жасау керек.

Зерттеудің мақсаты: орта мектепте атом құрылысын оқыту кезінде ұжымдық
оқыту әдісін қолданудың тиімділігі мен педагогикалық шарттарын анықтау.

Зерттеудің нысаны: орта мектепте бейорганикалық химия курсын оқыту
үрдісінде ұжымдық оқыту технологиясын пайдалану әдістемесі.

Зерттеу пәні: бейорганикалық химияны оқыту үрдісінде ұжымдық оқыту
технологиясы арқылы оқыту.

Зерттеу міндеттері:

2. Негізгі оқытуды ұйымдастырудың ұжымдық формасы болатын ұжымдық оқыту
сабақтарын дидактикалық негіздеу;
3. Орта мектепте бейорганикалық химия курсында ұжымдық оқыту
технологиясымен сабақты жүргізу үдерісін тәжірибелік-эксперименттік
негіздеу;
4. Атом құрылысын оқыту кезінде ұжымдық оқыту әдісінің дидактикалық және
тәжірибелік-эксперименттік меңгеру нәтижелерін қорытындылау.
Зерттеудің ғылыми болжамы:

Орта мектепте бейорганикалық химияны оқыту үрдісінде ұжымдық оқыту
әдісі пайдаланылса, онда оқушылардың білім көрсеткіштері жоғарылап, химия
пәніне деген қызығушылықтары оянып, танымдық белсенділіктері артады және
сабаққа деген ынтасы жақсарады.

Зерттеудің жетекші идеясы: оқу үдерісінде ұжымдық оқыту технологиясын
пайдалану – оқушылардың қазіргі кезде заман талабына сай жеке тұлға ретінде
қалыптасуына жағдай жасайды.

Зерттеудің теориялық-әдіснамалық негізіне: ғылыми таным теориясы,
тұтас педагогикалық процестегі тұлғаның қалыптасу теориясы, іс-әрекеттер
теориясы, Қ.Р. Білім беру заңы, Қ.Р. 2015 жылға дейінгі білім беруді
дамыту тұжырымдамасы, жас ұрпақты оқыту, тәрбиелеу және дамыту туралы
директивалық нұсқаулар, Қ.Р. ресми материалдары Қ.Р. білім беруді
дамытудың 2010-2020 жылдарға арналған Мемлекеттік бағдарламасы,
ақпараттандыру саласындағы құжаттар жатады. Зерттеу міндетін шешуде келесі
әдістер қолданылады:

- философиялық, психологиялық-педагогикалық және әдістемелік
әдебиеттерді теориялық талдау;
- мұғалімнің педагогикалық тәжрибесін талдау және игеру;
- бақылау, әңгімелесу;
- оқу үдерісін ұйымдастыруды құру;
- тәжірибелік-эксперименттік жұмыс.
Қойылған міндеттерді шешу үшін түрлі зерттеу әдістері қолданылды:

Мемлекеттік деректік құралдарды, заңдарды зерделеу; зерттеу
бағыты бойынша ғылыми-әдістемелік, психологиялық, педагогикалық
әдебиеттерді талдау; оқушылармен, мұғалімдермен, мектеп басшыларымен,
ата-аналарымен әңгімелесу, олардың арасында сауалнамалар жүргізу; оқу
үрдісіне енгізу жолдарын ұсыну.

Зерттеу процесі бірнеше кезеңдерде жүргізілді:

Зерттеуде 3 кезең қарастырылады:

1 – кезең. Зерттеу тақырыбын таңдау және негіздеу. Бірінші кезеңде
философиялық, психологиялық-педагогикалық және әдістемелік әдебиеттердің
теориялық талдау әдістері: педагогикалық тәжірибені талдау; бақылау,
әңгімелесу, сауалнама қолданылды; зерттеу тақырыбына сәйкес ғылыми
әдебиеттер қаралды, инновациялық педагогикалық технология аумағында
педагогикалық тәжірибе талдау жүргілді.

2 – кезең. Зерттеу жүргізу. Егер оқу үрдісіне ұжымдық оқытуды енгізсе, онда
оқыту сапасы жоғарылайды. Мектептерде тәжірибелік-экспериметті қолдану және
ұйымдастыру. Бұл кезеңде экспериментті қалыптастырушы әдіс, құрастыру,
талдау, қорытындылауға мүмкіндік туды. Орта мектепте бейорганикалық химияны
оқытуда ұжымдық оқыту әдісінің қарқындылығын қамтамасыз ететін,
ұйымдастырушы-педагогикалық шарт негізіне бағытталған тәжрибелік-
эксперименттік жұмыстар жүргізілді.

3 – кезең. Зерттеу нәтижелерін мақалалар, педагогикалық семинарларда
таныстыру.
Зерттеу базасы: зерттеудің эксперименттік базасы кафедра

Зерттеулердің ғылыми жаңалығы мен теориялық мәні:

Ұжымдық оқыту технологиясы бойынша ұжымдық сабақтардың моделін құруға
негізделеді. Жүргізілген зерттеулер ұжымдық оқыту технологиясының түсінігін
нақтылауға және толықтыруға мүмкіндік берді:

- ұжымдық оқыту оқытуды ұйымдастырудың бірнеше формасынан тұрады;
- ұжымдық оқыту сабақтарының маңыздылығы әлеуметік-психологиялық жағдай
туғызу;
- ұжымдық оқыту сабақтары жеке, жұптық және топтықпен қатар оқыту
сабақтарының жүйесі болып табылады;
- орта мектепте бейорганикалық химияны оқытуда ұжымдық оқыту әдісінің
қарқынды жүзеге асыруында ұйымдастырушылық-педагогикалық шарттар
ұсынылды;
- оқушылардың мүмкіндіктерін (коммуникативті дағды, танымдық
әрекетіндегі өз бетінше әрекеті, оқудағы білігі) қалыптастыруда
ұжымдық оқыту технологиясының педагогикалық мүмкіндіктері анықталды
Зерттеу нәтижелері ұжымдық оқыту сабақтарын бейорганикалық химияны оқыту
үдерісінде қолдануда оқытудың қарқындылығын жоғарылатудың мүмкіндіктерін
негіздейді.
Зерттеудің практикалық құндылығы:

- ұжымдық оқыту әдісін қолдануда оқытудың қарқындылығын жоғарылату;
- оқушы ұжымын барлығын және әрбір оқушыны оқытуға үйрету;
- ұжымдық сабақтарды құрастыру.
Ұжымдық оқыту тәсілін қолдану жеке оқушылардың тәрбиесін және дамуының
жүзеге асуында нәтижелі болуына негіз болады.

Қорғауға зерттеудің төмендегі қорытындылары ұсынылады:

- оқушыларға білім беруде жалпы білім беретін орта мектепке оқытудың
ұжымдық әдісін енгізілуі;
- ұжымдық оқыту әдісі арқылы орта мектепте бейорганикалық химияны оқытуда
оқушылардың білім көрсеткіштерінің жоғарылауы.
Жұмыстың апробациясы. Жұмыстың нәтижелері көрсетілген және баяндалған.

Жарияланған басылымдар. Жұмыстың нәтижелеріне байланысты л ғылыми
басылым жарияланды.

Диплом құрылымы:

Кіріспеден, екі тараудан, зерттеудің тұжырымдамасы келтірілген
қорытындыдан, пайдаланған әдебиеттер тізімі және қосымшадан тұрады.

“Атом – молекулалық ілімнің тарихы. Химияның негізгі ұғымдары мен заңдарың
тақырыбының мақсаты – ғылыми атоммистиканың шығу мен дамуы жөніндегі
оқушылардың білімін кеңейту. Осы мақсатты орындау үшін ежелгі атомистика,
М.В. Ломоносов және Дж. Дальтон атомистикасы туралы кең түсінік беріледі.
Атом және Химиялық элемент ұғымдарының байланысы ашылады. Элемент
ұғымы дамуының кезеңдері сараланады. Тақырып периодтық заңның химия
ғылымын, ғылымның дамудағы мәнін баяндаумен аяқталады. Келесі Атомдармен
молекулалардың құрылысы тақырыбында химиялық элемент ұғымы дамытылып,
бұрынғыдан гөрі дәләрек анықтама беріледі, элементтердің бір-біріне айналуы
жөнінде түсінік қалыптастырылды.
Атомның құрылысы негізгі курстағыдан гөрі толығырақ айтылып, s – және
p – деңгейшелерінен басқа f және d деңгейшелердің электрондармен толу
ерекшеліктері түсіндіріледі. Электрондардың орналасу ретін көрсететін
формулалар жазылады. Химиялық байланыстардың түрлері, түзілу механизмдері
тереңірек сипатталады. Жиынтық қосылыстардаға химиялық байланыстың табиғаты
қарастырылады.
“Химиялық кинетика және тепе-теңдік” тақырыбы химиялық реакциялардың
жүру заңдылықтарын баяндауға арналған. Жаңадан әрекеттесуші массалар заңы
және Ле – Шателье принципі өтіледі. Осылардың тұрғысынан химиялық
реакцияларды жылдамдығына әсерін тигізетін жағдайлар және химиялық тепе-
теңдіктің ұғысу жағдайлары қарастырылады. Катализ туралы ұғым кеңінен
талданады. Активті малекулалар және активтендіру энергиясы туралы жаңа ұғым
беріледі.
Дисперстік жүйелерге арналған. Мұнда коллоидты ерітінділердің құрамы,
оның бөлшектерінің құрылысы, қасиеттері және түрлері (лиофильді, лиофобты)
ғылыми сарамандық маңызы коллоидты жүйелердің тұрақтылығы жөніндегі
мәселелер толық қарастырылады. кәдімгі ерітінділердің қасиеттері Рауль
заңы, эбуллиоскопия; криоскопия және осмос бойынша түсіндіріледі.
Электролит ерітінділерінің қасиеттерін түсіндіру үшін С.Аррениус
теоремасымен біріге қазіргі заманның теорялары пайдаланылады.
“Химиялық энергетикаң тақырыбында оқушылардың термохимия негіздерінен
алған білімдері кеңейтіледі. Реакцияның жылу эфектісі, заттардың түзілу
жылуы, химиялық реакция кезінде бөлінетін жылу ұғымдарын пайдаланып
есептеулер жасалады.

Атом құрамы, ядро және электрон

Күнделікті тұрмыста көріп жүргеніміздей, көптеген химиялық
реакциялардың жүруі әр түрлі физикалық құбылыстармен тікелей байланысты.
Мысалы жану кезінде жылу мен жарық бөлінеді. Күн сәулесі жарықтың әсерінен
өсімдіктер дүниесінде өте күрделі химиялық реакция – фотосинтез жүреді.
Өмірде толып жатқан өзгерістер физикалық және химиялық құбылыстардың өзара
өте тығыз байланыста екендігін айғақтайды. Міне осындай физика және химия
ілімдерінің тоғысуынан туындаған жаратылыстану ғылымының жаңа саласы –
физикалық химия деп аталады. Ол табиғатта орын алатын заңдылықтарды
негізге ала отырып, химиялық реакциялардың жүру жағдайлары мен жылдамдығы
және әрекеттесуші заттарға сыртқы күштердің әсерлерін зерттейді. Сыртқы
күш ретінде жылу, қысым және т.б. физикалық шамалар қабылданып, олардың
жүйе күйінің өзгерісіне тигізер әсері қарастырылады.

Физикалық химияның мақсаты – белгілі бағытта химиялық реакцияның
жүру мүмкіндігін айқындайтын заңдылықтарды тұжырымдап, олардың реакция
жылдамдығына, әрекеттесуші заттар мен түзілген өнімдердің қасиеттеріне
тәуелділігін ашу.

Физикалық химия шартты түрде мына бөлімдерден тұрады.

- зат құрылысы
- химиялық термодинамика
- ерітінділер
- физика-химиялық сараптау
- электр химиясы
- катализ және химиялық кинетика
Физика-химиялық және химиялық құбылыстардың өту заңдылықтарын
зерттеу барысында оларды сандық, яғни мөлшер шамасын білу қажеттілігі
туындайды. Бұл орайда іс-тәжірибе жүзінде алынған мәліметтерді ғылыми
түрде сараптап жинақтауда негізінен үш тәсіл қолданылады.

1) Статистикалық физика – заттардың молекула элементар бөлшектерден
тұратындығын және де осы бөлшектер дене бойында ықтималдық ілімге
сәйкес орналасқандығын ескере отырып, жүйе қасиетін әрбір және
бөлшек қозғалу заңдылықтары тұрғысынан қарастырады.
2) Термодинамика – энергия түрленуі мен берілісінің нақты бір жүйелерде
термодинамикалық қасиеттерінің өзара байланысын анықтау арқылы
болжам жасайды.
Осы екі тәсілді пайдалану нәтижесінде статистикалық термодинамика ілімі
дүниеге келді.

3) Кванты – механика – денелерді құрайтын элементар бөлшектерге тән
қостүрлі, яғни “ толқындық” және “сызықтық” қозғалыс құбылыстарына
сүйене отырып, атом-молекула құрылысын, олардың өзара әрекеттесу
бейімділігн және химиялық байланыс табиғатын түсіндіруді негізге
алады.
Кез-келген физика-химиялық құбылысты зат құрылысы квантты
химия, термодинамика және кинетикалық тұрғыдан қарастырған жөн.

2) Зат құрылысын анықтау заттардың бөлшектер ағыны (электрон, протон,
нейтрон, (-бөлшек, иондар ағыны т.б.) немесе өріспен (гравитациялық,
электрлік магнит, ядролық өрістер т.б.) әрекеттесулеріне негізделген.

Жарықты (фотондар) бөлшектер ағыны деп қарастыруға болады. Протонның
орташа өмір сүру уақыты – 13 мин. Осы уақыттан кейін протон нейтронға
позиронға түрленеді.

(позитрон)

Нейтрон атом ядросында болады. Ядролық түрленулер негізінде немесе нейтрон
дербес жағдайда болғанда (орташа өмір сүру уақыты шамамен 13 мин.

Жарық кванты (фотондар)

Жарық ағымының заттармен әрекеттесуін заттардың құрылысын,
қасиеттерін анықтауға пайдалануға болады. Бұл жерде жарық ұғымын кең
ауқымда түсіну қажет (инфрақызыл сәулелер, көзге көрінетін сәулелеріне
ультракүлгін сәулелер, ренген сәулелер, гамма сәулелер). Жарық
сәулесіндегі энергияның шығуы үздіксіз ағын түрінде емес, кесімді порция
(бөлшек) яғни квант түрінде болады деп, заттың құрылысындағы атом
жайындағы түсінікті энергияға қолданған. Жарықтың осындай порция-порция
энергиясы бар бөлшегі фотон деп аталады.

Жарық кванты энергиямен, импульсімен, массасымен, толқын
ұзындығымен, жиілігімен сипатталады. Түрлі сәуле шығаруда кванттың Е
мөлшері әртүрлі әрі ол жарықтың сәулесінің тербеліс жиілігіне
пропорционал. Бұл шамалар мына теңдеумен анықталады.

E = h ( v = hc( (1)

P = m ( c = Ec (2)

M = Ec2 = Pc (3)

v = c( (4)

Атом құрылысын зерттеу

Атом құрылысын зерттеу бірден басталмады, себебі ХІХ ғасырдың аяғына
дейін химияда да, физика да атом материяның бөлініп болған ең кіші бөлігі,
одан да әрі бөлінбейді деген метафизикалық жалған пікір үстем болды. Бұл
пікірдің қате екеніне ертеден-ақ түсінік берді. 1819 ж. М.Г. Павлов
(Москва университеті профессоры) барлық зат материядан тұрады, материяда
электр зарядтары болады, ең кіші бөлшек атом оң және теріс зарядтан
түзілген, элементтердің атомдары планетарлық құрылыста болады деген. Бұл
атомның күрделі жүйе екендігі жөнінде айтылған ең алғашқы пікір еді. Осы
жайында А.М. Бутлеров (1886) былай деді: “Атомдар... жаратылысы бойынша
бөлінбейді емес, қазіргі біздің қолымызда бар тәсілдермен ғана
бөлінбейді... кейін ашылатын жаңа процестерде бөлінуі мүмкін”. Сондай-ақ
бірнеше ғалымдар осындай түсінікте болды.

ХІХ – ХХ ғасыр аралығында физика мен химия саласында атомның
ыдырайтындығын, атомдарда ұсақ бөлшектер бар екені дәлелдейтін жаңалықтар
ашылды.

Д.Ж. Томсон катод сәулелерін зерттеу нәтижесінде электронды және
атом изотоптарын ашты. Релтген кейінірек өз есімімен аталған сәулелерді
зерттеді. Ерлі-зайыпты Кюрилер (1898 ж) радиоактивтілікті ашты. Э.
Резерфорд (1911) (-бөлшектердің металл қаңылтырында шашырауларын зерттей
келе атом ядродан және оны айнала қозғалатын электрондардан тұрады деген
шешімге келді. Резерфордың моделі бойынша атом өте кішкентай, бірақ
массивті ядродан (мөлшері10-14 м) тұрады, ядроның заряды
q=z(e
(1)

Мұндағы: z- элементтің реттік номері

е = 1,6 ( 10-19 Кл, протонның заряды.

Ядроның айналасында бейтарап атомда z электрон қозғалыста болады.
Атомның диаметрі 10-10 м шамасында әрі ядро мөлшерінен ( 10+4 есе үлкен.

Ең қарапайым сутегі атомы бар протон (ядро) мен айналасында дөңгелек
орбита бойынша қозғалған бір электроннан тұрады. Протонның массасы
электрондікінен 1836 есе артық болғандықтан, электрон өте үлкен
жылдамдықпен қозғалады деп протонның қозғалысын елемеуге болады.
Электронды орбиталда ұстап тұратын, әрі оған центрге тартқыш үдеу беретін
Кулон күші:

(2)

Механикадан белгілі, дене шеңбер бойымен қозғалғанда оның нормаль
үдеуі (жылдамдықтың тек бағыт бойынша өзгереді)

(3)

Сонда Ньютонның ІІ заңы бойынша электронның қозғалыс теңдеуін келесі түрде
жазуға болады.

(4)

Бұл теңдеудегі минус таңбасы протон мен электрон арасындағы күш – тартылу
күш екендігін білдіреді.

Дат ғалымы Нильс Бор өзінің сутегі атомының спектрін түсіндіретін
жұмысы да осы. Резерфордтың планетарлық атом моделін қолданады.

Атом ядролық моделі

Атомның құрамын және құрылысын зерттеу жөніндегі тәжірибені ХХ ғасыр
басында ағылшын физигі Резерфорд жасады. Ол өлшемдері жағынан атоммен
салыстырарлықтай өте кішкентай, ал жылдамдығы үлкен зарядталған
бөлшектерді металл пластина арқылы өткізген. Осы бөлшектердің
“снарядтардың” металл атомдары арқылы қалай ұшып өтетіне қарап, атом
ішінде басқа бір зарядталған бөлшектердің бар-жоғын білуге болады.
Табиғатта кездесетін кейбір заттардың (мысалы, уранның, родийдің т.б.)
атомдарынан оң зарядпен зарядталған кішкентай бөлшектер үздіксіз ұшып
шығып тұрады екен. Мұндай бөлшектер альфа (-бөлшектер деп аталады. Бұл
бөлшектердің жылдамдығы өте үлкен 15.000 кмсек шамасында. Яғни Резерфорд
тәжірибиесінде табиғаттың өзінде кездесетін осындай кішкентай снарядтарды
пайдаланды.

4

3

1 2

0 0 0

0 0 0

0

1) қорғасын қорап ішіне ( бөлшектерін шығаратын зат қояды.
2) Бөлшектер қораптан шоқ түрінде ұшып шығады.
3) өте жұқа пластина қойылған (қалыңдығы 0,001 мм) (алтын фольга) осы
пластина арқылы (-бөлшектердің көпшілігі еш нәрсе жоқтай кедергісіз
ұшып өтеді, біразы аздап ауытқыған.
4) Яғни тәжірибеге қарағанда атом ішінде зат бөлшектерімен
толықтырылмаған бос жерлер (бостықтар) бар. Атомның едәуір үлесін осы
бостықтар алып тұрады. Әйтпесе көптеген (-бөлшектер пластина арқылы
тура бағытпен ұшып өте алмас.
Ал аздап ауытқуына Резерфорд тәжірибесі атомның ішінде зарядталған
бөлшектер бар екенін көрсетті, яғни Резерфорд жорамалдауынша: атомның
құрылысы күрделі. Атомның ортасында оң зарядпен зарядталған бөлшек атом
ядросы бар. Шанына таяп барған аздаған (-бөлшектерді кейін итеріп тастаған
міне осы ядро, ядродан едәуір қашықтықта теріс зарядталған ұсақ бөлшектер –
электрондар бар.

Атомның күрделілігін зерттейтін тәжірибелер

Барлық заттар бөлiнбейтiн аса ұсақ бөлшектерден – атомдардан тұрады деген
ұғым ерте қалыптасқан болатын. Егер атом шындығында заттың бөлiнбейтiн
алғашқы кiрпiштерi болса табиғаттағы кездесетiн сан алуан заттарға сан
алуан атомдар сәйкес қойылуы тиiс. Бұлай болуы бiр жағынан күмән туғызады.
Физика ғылымының дамуы барысында ХIХ ғасырдың аяғына қарата атомның
қасиеттерiне байланысты жаңа тәжiрибелiк деректер жинала бастады. Мысалы
М.Фарадей 1833 жылы электролиз құбылысын зерттеу барысында электролит
ертiндiлерiндегi ток иондардың реттелген қозғалысы екенiн анықтады. Ал 1897
жылы Дж.Томсон сиретiлген газдардағы электр разрядын зерттеу барысында
қыздырылған немесе ультракүлгiн жарықпен сәулелендiрiлген кез-келген
химиялық элементтiң атомы өзiнен терiс зарядталған бөлшектердi шығатынын
анықтады. Осылай алғашқы элементар бөлшек – электрон ашылды. Атом
құрылысының күрделiлiгiне нұсқайтын тағы бiр бұлтартпас факт 1869 жылы орыс
ғалымы Д.И.Менделеев ашқан химиялық элементтердiң периодтылық заңы. Атомдық
масса өскен кезде элементтердiң қасиеттерiнiң қайталануын атомның құрамына
кiретiн бөлшектердiң саны өскен кезде оның iшкi құрылымының қандай да бiр
ерекшелiгiнiң қайталануымен түсiндiруге болатындай.

1.1 - сурет

Атомды күрделi жүйе деп ұйғарып, оның алғашқы моделiн ұсынған ғалым –
Дж.Томсон. Томсон моделi бойынша атом дегенiмiз радиусы шамамен 10-10 м
болатын шар. Бұл шардың бүкiл көлемi оң зарядталған, ал терiс зарядталған
электрондар оның iшiнде су тамшысының iшiнде жүзiп жүрген түйiршiктер
тәрiздi қозғалып жүредi (1.1 - сурет). Томсон моделi атомның бiрқатар
қарапайым қасиеттерiн сәттi түсiндiргенiмен көп жағдайда қиыншылыққа
тiрелетiн.

1.2 - сурет

Осы тұрғыдан атом құпиясына тереңiрек үңiлiп, оның жаңа бiр моделiн ұсынған
ғалым ағылшын оқымыстысы Э.Резерфорд болатын. Ол өз тәжiрибелерiнде аса
шапшаң α-бөлшектер жұқа алтын фольгадан шашыраған кездегi бұрыштық таралуын
зерттей келе атомның планетарлық моделi деп аталатын моделiн ұсынды.
Резерфордтың бұл моделi бойынша атомдағы оң зарядтар Томсон моделiндегiдей
бүкiл көлемде таралмай, керiсiнше, оның орталығында жинақталады. Оны атом
ядросы деп атайды. Ал электрондар болса Күн жүйесiндегi планеталар тәрiздi
ядроны айнала қозғалып жүредi (1.2 - сурет). Электрондардың массасы аса аз
болғандықтан атомның бүкiлдей дерлiк массасы ядрода шоғырланған. Ядроның
өлшемi атомның өлшемiмен салыстырғанда шамамен 105 еседей кiшi.

Бор постулаттары. Бор жасан сутегі атомының моделі

Атомның ядролық моделi α-бөлшектердiң жұқа алтын фольгадан шашырауын дұрыс
түсiндiргенiмен екiншi жағынан басқа қиындыққа жолықты. Оның мәнiсi мынада
болатын. Классикалық электродинамика заңдары тұрғысынан атомның планетарлық
моделi тәрiздес жүйелер орнықты болмауы тиiс едi. Себебi, электрон ядроны
айнала үдей қозғалатын болғандықтан өзiнен электромагниттiк сәуле шығаруы
тиiс. Ал бұлай сәуле шашу оның энергиясын кемiтедi де соның салдарынан
электронның айналу радиусы бiрте-бiрте кемiп, түбiнде ол ядроға құлап түсуi
тиiс болатын. Бiрақ тәжiрибе бұған мүлдем керi нәтиже бередi. Атом орнықты
жүйе және ол қозбаған күйде болса өзiнен ешқандай да сәуле шығармайды.
Теория мен тәжiрибенiң арасындағы осындай қарама-қайшылықты шешу жолында
ғалымдарға бiраз тер төгуге тура келдi. Бұл бағыттағы зерттеулер барысында
алғашқы елерлiктей табысқа дат ғалымы Нильс Бор жеттi. Ол классикалық
физиканың атомдық жүйеге қатысты барлық көзқарастарын қайта қарай келiп,
оның атомдарға қатысты жаңа тәжiрибелiк деректердi түсiндiруде дәрменсiз
екенiне көзi жеттi. Бұл жерде классикалық физика ұғымдарының ауқымынан
тысқары шығу қажет болатын. Нильс Бор 1913 жылы солай жасады да, ол атомның
жарықты шығаруы мен жұтуы жөнiндегi өзiнiң түсiнiгiн мынадай екi постулат
түрiнде тұжырымдады :
1. Атомдар, тек стационарлық күйлер деп аталатын қандай да бiр күйлерде
ғана бола алады. Бұл күйдегi электрондар ядроны айнала үдей қозғалғанымен
өзiнен сәуле шығармайды.
2. Сәуле шығару немесе жұту тек бiр стационарлық күйден екiншi стационарлық
күйге өткен кезде ғана болады. Ал шығарылған немесе жұтылған сәуленiң
жиiлiгi мына шарттан анықталады
hv=En- Em
Мұндағы En және En осы стационар күйлердiң энергиясы, ал h – Планк
тұрақтысы.
Атомдардың энергетикалық күйлерiн энергия деңгейлерi арқылы белгiлеп, сәуле
шығару және жұту үрдiстерiн көрнектi түрде көрсету ыңғайлы.

Франк және Герцтің тәжірибелері

Сутегi атомы үшiн есептелген спектрлердiң тәжiрибе нәтижесiмен сәйкес келуi
Бор теориясының үлкен табысы едi. Бiрақ бұл әлi де стационар күйлердiң
болатындығының, атом энергиясының квантталатынының айқын дәлелi емес-тiн.
Атомның энергетикалық күйiнiң дискреттi болатынын алғаш рет дәлелдеген
тәжiрибе – Дж.Франк және Г.Герц тәжiрибесi. 1913 жылы орындалған бұл
тәжiрибеде электрондардың сынап атомынан шашырауы зерттелген болатын.

Радиоактивтілік ыдырау заңы. Ығысу ережесі

Радиоактивтi ыдырау заңы деп радиоактивтi ядролардың санының уақыт бойынша
өзгеру заңдылығын айтады. Бұл заңды оңай анықтауға болады. Шындығында, егер
қандай да бiр уақыт мезетiнде радиоактивтi ядролардың саны N болса онда dt
уақыт аралығында ыдырайтын ядролардың саны dN мынаған тең болады.
dN=-λN·dt
мұндағы минус таңбасы dN – дi ыдырамаған ядролардың өсiмшесi ретiнде
қарастырумен байланысты. Ал λ, радиоактивтi ядроның бiрлiк уақыт аралығында
ыдырау ықтималдылығы. Оны әдетте ыдырау тұрақтысы деп атайды. Бұл өрнектi
интегралдай отырып
lnN =-λt + const
аламыз. Бастапқы t=0 уақыт мезетiндегi ыдырамаған радиоактивтi ядролардың
санын N0 деп белгiлей отырып, const = lnN0 екенiн аламыз. Онда
N =N0 e-λt
Мiне, осы өрнек радиоактивтi ыдырау заңы болып табылады (1.10 - сурет).
Бастапқы радиоактивтi ядролардың жартысы ыдырайтын уақытты жартылай ыдырау
периоды деп атап, Т12 әрiбiмен белгiлейдi. Онда бұл анықтамадан ал бұдан

1.10 - сурет

Бүгiнгi күнге дейiнгi белгiлi радиоактивтi ядролардың жартылай ыдырау
периоды 3·10-7 с-тан 5·1015 жылға дейiнгi аралықтағы мәнге ие.
Радиоактивтi заттың активтiлiгi деп бiрлiк уақыт аралығында болатын
ыдыраудың санын айтады, яғни
Бұл жерден активтiлiктiң радиоактитi ядролардың санына пропорционал, ал
жартылайыдраудың периодына керi пропорционал екенi көрiнiп тұр.
Активтiлiктiң халықаралық бiрлiктер жүйесiндегi бiрлiгi беккерель (Бк).
Беккерель деп 1 с iшiнде бiр ыдырау жасайтын радиоактивтi заттың
активтiлiгi алынған. Нақтылы өмiрде активтiлiктiң кюри (Ки) деп аталатын
бiрлiгi жиi қолданылады. Кюри ретiнде 1 с аралығында 3,7·1010 ыдырау
жасайтын радиоакивтi заттың активтiлiгi алынған.
Атом ядросының құрылысы.Атом ядроларының байланыс энергиясы
Кез-келген химиялық элементтiң атомының ядросы оң зарядталған
протоннан және заряды жоқ нейтроннан тұрады. Протонның заряды абсолют
шамасы жағынан электронның зарядына тең. Протон мен нейтрон нуклон деп
аталатын ядролық бөлшектiң әртүрлi зарядтық күйi болып табылады. Ядродағы
протондардың саны Z, Менделеевтiң периодтық жүйесiндегi химиялық элементтiң
атомдық нөмiрiмен сәйкес. Ядродағы нейтрондадың саны N деп белгiленедi. 11Н
және 32Не ядроларынан басқа барлық ядролар үшiн N≥Z. Менделеевтың периодтық
таблицасының бiрiншi жартысында тұрған жеңiл элементтер үшiн N≈Z, ал екiншi
жартысындағы элементтерде нейтронның саны артықтау N≈1,6·Z.
Ядроның массалық саны деп A=N+Z болатын нуклондардың жалпы санын айтады.
Ядроны әдетте мынадай символмен белгiлейдi. Зарядтарының саны бiрдей, ал
массалық саны әртүрлi ядроларды изотоптар деп атайды. Изотоптардағы
протонның саны бiрдей болады да, нейтронның саны әртүрлi болады. Мысалы
сутегiнiң изотоптары: , (немесе -дейтерий), (немесе - тритий); гелийдiң
изотоптары: , ; уранның изотоптары: , . Бүгiнгi күнi барлық химиялық
элементтердiң үш жүзге жақын орнықты, ал екi мыңға жақын орнықсыз
(радиоактивтi) изотоптары белгiлi.
Электронның массасы протонның массасынан 1836 есе кiшi болғандықтан ядроның
массасы атомның массасымен бiрдей десе де болады. Элементар бөлшектердiң
массасын әдетте массаның атомдық бiрлiгi (м.а.б) деп аталатын жүйеден тыс
бiрлiкпен өлшейдi. 1 м.а.б. ретiнде сутегiнiң изотопының массасының 112
бөлiгi алынған.
Ядро сонымен қатар өзiндiк қозғалыс мөлшерi моментiмен - спинiмен
сипатталады. Ядроның спинi нуклондардың спиндерi арқылы анықталады. Әрбiр
нуклонның спинi ħ2-ге тең. Жұп нуклоннан тұратын ядроның спинi (ħ
бiрлiгiнде) бүтiн санға немесе нөлге тең. Ал тақ нуклоннан тұратын ядроның
спинi (ħ бiрлiгiнде) жартылай бүтiн санға тең.
Атом ядросы алып тұрған көлемнiң айқын шекарасы жоқ. Бұл нуклондардың
толқындық қасиетiмен байланысты. Сондықтан ядроның өлшемдерiн шартты түрде
анықтайды. Ядроның көлемi нуклонның сандарына пропорционал. Сондықтан
ядроны радиусы R-ға тең сфера деп есептеп, оның радиусын әдетте мынадай
эмпириялық өрнекпен анықтайды
R=R0A13 мұндағы R0 =(1,3 - 1,7)·10-15 м
Ядроның өлшемдерi өте аз болғандықтан ондағы протондардың кулондық тебiлу
күшi өте үлкен болады. Мысалы құрамында 82 протоны бар қоғасынның
ядросындағы протондардың тебiлу күшi бiрнеше мың ньтонға жетедi. Бiрақ ядро
бұл тебiлу күшiнiң салдарынан бөлшектенiп кетпейдi. Бұл протондар мен
нетрондардың арасында кулондық күштен де күштi тартылу күшiнiң бар екенiн
көрсетедi. Бұл күштердi ядролық күштер деп, ал бұл күштердiң арқасында
әсерлесудi пәрмендi әсерлесу деп атайды. Протон мен нейтронның пәрмендi
әсерлесу тұрғысынан алғанда ешқандай айырмашылығы жоқ сондықтан оларды
ядролық физикада нуклон деген бiр бөлшек ретiнде қарастырады.
Ядролық күштер өте аз аралықта әсер ететiн күштер болып табылады. Ол 10-15
м-ге дейiнгi аралықта әсер етедi де одан тысқары жерде өте тез кемiп
кетедi.
Масс-спектрограф деп аталатын құралдардың көмегiмен ядроның массасын өлшеу
кез-келген Z протоннан және N нейтроннан тұратын ядроның массасы бос жүрген
Z протон мен N нейтронның массаларының қосындысынан аз екенiн көрсеттi. Ал
масса мен энергия арасындағы байланысты ескерсек бос протондар мен
нейтрондардың энергияларының қосындысы олардан құралған ядроның
энергиясынан артық екенi шығады. Олай болса, ядроны оны құрайтын
бөлшектерге ажырату үшiн осы энергиялардың айырымына тең энергия жұмсау
керек. Мұндай энергияны DЕбай ядроның байланыс энергиясы деп атайды.
ΔEбай =Zmp c2 +Nmn c2 -mя с2 =Δmc2
мұндағы Δm=Zmp+Nmn-mя массалар ақауы деп аталады. Ядродағы бiр нуклонға
келетiн орташа байланыс энергиясын Δεбай деп белгiлеп, ядроның меншiктi
байланыс энергиясы деп атайды.
Резерфорд тәжiрибелерiнен атомның өлшемдерi өте кiшi ядродан және оны
қоршаған электрондық бұлттан тұратыны анықталды. Ендi физиктердiң алдында
жаңа физикалық нысанды, атом ядросының құрылымы мен қасиетiн зерттеу
мәселесi туды. Атом ядросының негiзгi сипаттамасының бiрi оның заряды.
Ядроның зарядын өлшеу оның мәнi элементар зарядты сәйкес химиялық
элементтiң реттiк номерiне көбейткенге тең екенiн, яғни q=Ze екенiн
көрсеттi.

Уран ядросының бөлінуі. Ядролық реакцияда энергияның бөлінуі

Бөлшектердiң атом ядросымен әсерлесуiнiң нәтижесiнде оны басқа ядро мен
бөлшекке өзгертуi ядролық реакция деп аталады. Ядролық реакцияны символдық
түрде былайша жазады A+a-B+b немесе A(a,b)B. Ядролық реакция кейбiр
жағдайда бiрмәндi болып өтпейдi, яғни A+a-B+b схемасымен қатар A+a-C+c
схемасы да жүзеге асуы мүмкiн. Реакцияның мүмкiн болатын жолдары оның
каналдары деп аталады. Ядролық реакция кезiнде толық заряд және нуклондар
саны сақталады. Сонымен қатар бұл кезде энергияның, импульстiң және импульс
моментiнiң сақталу заңы орындалады. Ядролық реакциялар энергия бөлiне
немесе жұтыла отырып өтуi мүмкiн. Бұл жағдайлардың қайсысының жүзеге
асатынын реакцияға түсетiн және реакциядан шығатын бөлшектердiң
массаларының айырымын бiле отырып өө өрнегiнен есептеп табуға болады.
Әртүрлi ядролық реакциялардың iшiнде кейбiр ауыр ядролардың бөлiну
реакциясының маңызы ерекше. Ауыр ядролар ондағы нейтронның ара салмағы
үлкен болғандықтан орнықсыз болып келедi. Бұл ауыр ядролардың меншiктi
байланыс энергиясының орташа ядролармен салыстырғанда аз болатынан көрiнiп
түр. Сондықтан мұндай ядроларға тағы бiр нейтрон келiп қосылса ол
бөлшектенiп кетедi. Осының бiр мысалы, уран ядросының нейтрондармен
атқылаған кезде бөлiну реакциясы алғаш рет 1939 жылы ашылған болатын.
Бастапқы ядрода нейтрондар артық болғандықтан реакция кезiнде бөлшектенген
ядролармен қатар бiрнеше нейтрон да ұшып шығады. Мысалы уран бөлшектенген
кезде бiр бөлшектену актiсiнде 2-3 нейтрон бөлiнедi. Егер дұрыс жағдай
болса бұл нейтрондар уранның басқа ядроларына барып түсiп, оларды
бөлшектейдi. Сөйтiп бұл үрдiс тасқынды түрде күрт өседi. Бұлай жалғасқан
реакцияны тiзбектi реакция деп атайды.Тiзбектi реакцияны нақтылы жүзеге
асыру оңай шаруа емес. Уранның бөлшектенуi кезiнде бөлiнетiн нейтрондар тек
уранның 235 изотопын ғана бөлшектей алады. Оның энергиясы 238 изотопты
бөлшектеуге жеткiлiксiз. Ал табиғи уранда 238 уранның үлесi 99,3% те 235
уранның үлесi бар болғаны 0,7%. Сондықтан бiрiншiден тiзбектi реакцияны
жүзеге асыру үшiн 235 уранды таза түрде бөлiп алу қажет. Екiншiден оның
мөлшерi жеткiлiктi болуы тиiс, себебi оның мөлшерi аз болса реакция кезiнде
туындылайтын нейтрондар уран ядроларына жолықпай тысқары шығып кетедi.
Тiзбектi реакция басталатын ең аз массасын критикалық масса деп атайды.
Мысалы 235 уран үшiн оның мәнi бiрнеше ондаған килограмм. Тiзбектi реакция
кезiнде орасан көп энергия бөлiнедi. Уранның температурасы миллиондаған
градусқа көтерiлiп, пайда болған от шар маңындағының бәрiн күйдiрiп,
қиратады. Уранның бiр ядросы бөлшектенген кезiнде 200 МэВ-қа жуық энергия
бөлiнедi. Оның 165 МэВ-қа жуығы реакциядан шығатын бөлшектердiң кинетикалық
энергиясы түрiнде болады да қалғаны таза гамма-кванттардың энергиясы
болады. Осы энергияны бiле отырып 1 кг уран бөлшектенгенде бөлiнетiн
энергияны есептеп табуға болады, ол 80 миллиард джоулға тең. Ол 1 кг көмiр
немесе мұнай жаққан кезде бөлiнетiн энергиядан бiрнеше миллион есе артық.
Сондықтан ядролық энергияны пайдалану өте тиiмдi.

Ядролық реактор. Термоядролық реакциялар

Ядролық жарылыстың энергиясын бейбiт мақсатта қолдану мүмкiн емес.
Сондықтан ядролық реакция кезiнде бөлiнетiн энергияны пайдалана алу үшiн
тiзбектi реакцияны еркiмiзше басқара алатындай болуымыз қажет. Мұндай
басқарылатын тiзбектi реакцияны ядролық реакторлар немесе атомдық
қазандықтар деп аталатын қондырғыда жүзеге асырады. Ядролық реактордың
жұмыс iстеу принципiн мына жерден қарап көруге болады. Реактордың негiзгi
элементтерi: ядролық отын, нейтрондарды шағылдырғыш және баяулатқыш,
реакторда бөлiнетiн жылуды тасымалдағыш, тiзбектi реакцияның жылдамдығын
реттегiш. Реакторлар шабан және шапшаң нейтрондармен жұмыс iстейтiн
реакторлар болып бөлiнедi. Алғашқы жасалған реактор шабан нейтрондарды
қолданатын реактор. Уран ядросы бөлшектенгенде бөлiнетiн нейтрондардың
энергиясы шамамен 1-2 МэВ. Сәйкес олардың жылдамдықтары 107 мс, сондықтан
оларды шапшаң нейтрондар деп атайды. Мұндай энергиядағы нейтрондар 235U
және 238U ядроларымен бiрдей қарқындылықпен әсерлеседi. Ал табиғи уранда
235U уранның ара салмағы аз болғандықтан нейтрондар негiзiнен 238U уранмен
әсерлеседi де тiзбектi реакция жүзеге аспайды. Ал жылулық қозғалыстың
жылдамдығындай (шамамен 2·103 мӨс) жылдамдықпен қозғалатын нейтрондар шабан
немесе жылулық нейтрондар деп аталады. Жылулық нейтрондарды 235U ядросы
шапшаң нейтрондарға қарағанда 500 есе қарқындырақ жұтады. Сондықтан табиғи
уранды шабан нейтрондармен сәулелендiргенде оның көп бөлiгi 238U ядросымен
емес 235U ядросына жұтылады. Сондықтан тiзбектi реакцияны жүзеге асыру үшiн
нейтрондарды баяулату қажет. Реактордағы нейтрондардың жылдамдығын
төмендету үшiн баяулатқыштар деп аталатын заттар қолданылады. Нейтрондарды
қарқынды баяулату үшiн баяулатқыштың атомының массасы нейтрон массасымен
шамалас болуы керек. Әдетте баяулатқыш ретiнде кәдiмгi немесе ауыр суды
және графиттi пайдаланады. Тiзбектi реакция өтiп жатқан кеңiстiктi активтi
аймақ деп атайды. Активтi аймақтан нейтрондардың шығып кетпеуiн қамтамасыз
ету үшiн оны нейтрон шағылдырғыштармен қаптайды. Берилий жақсы нейтрон
шағылдырғыш болып табылады. Реакторды басқару арнайы жасалған басқару
бiлiктерi арқылы жүзеге асады. Басқару бiлiктерi жылулық нейтрондарды
қарқынды жұтатын бор мен кадмийдiң қоспаларынан жасалады. Егер ядролық отын
ретiнде уранның 235U изотопымен едәуiр байытылған отын пайдаланылатын
болса, реактор шапшаң нейтрондармен де жұмыс iстей алады. Бұл шапшаң
нейтрондардың 238U ядросымен әсерлесуiнiң нәтижесiнде мынадай реакция
тiзбегi жүзеге асады. Яғни уранның 238U изотопы шапшаң нейтрондарды жұтудың
нәтижесiнде плутонийдiң 239Pu изотопына айналады. Ал бұл изотоп
нейтрондармен әсерлесу тұрғысынан уранның 235U изотопына өте ұқсас. Сонымен
шапшаң нейтрондарға арналған реактор тек 235U изотопымен тiзбектi реакцияны
жүргiзiп қана қоймайды, сонымен қатар аса арзан және табиғатта кең тараған
238U изотопынан жаңа ядролық отын 239Pu алуға мүмкiндiк бередi. Энергия тек
ауыр ядролар бөлiнген кезде ғана емес, сонымен қатар аса жеңiл ядролар
бiрiккен кезде де бөлiнедi. Бұлай болуының принципиальды мүмкiндiгi
меншiктi байланыс энергиясының жеңiл ядролар үшiн артып, ауыр ядролар үшiн
кемуiмен байланысады. Жеңiл ядролардың бiрiгiунiң (синтезiнiң) салдарынан
энергияның бөлiнуiнiң мына жерде келтiрiлген. Бұл термоядролық реакцияның
мысалы болып табылады.

Радиоактивті сәулелердің биологиялық әсері. Биологиялық қорғаныс

Радиоактивтi сәулелер өздерi түскен затқа, әсiресе тiрi тканьға өте күштi
әсер етедi. Радиоактивтi сәулелердiң организмге әсерi оларда бос химиялық
радикалдардың пайда болуымен және клеткадағы мутациямен байланысты. Ал бұл
өте қатерлi. Ол сәуле ауруына немесе қатерлi iсiкке алып келуi мүмкiн.
Иондаушы сәулелердiң әсерi сәулелену дозасы деп аталатын ерекше шамамен
бағаланады. Сәулелену дозасы D деп сәулелену энергиясының сәулеленген
дененiң массасына қатынасын айтады. Доза бiрлiгi ретiнде грей деп аталатын
шама алынады. Грей деп массасы 1 кг денеге 1 Дж энергия түскен кезде,
шамасы сол затқа жұтылған энергияға тең болатын шаманы айтады. Жұтылған
сәуле дозасының сәулелену уақытына қатынасын сәулелену дозасының қуаты деп
атайды. Иондаушы сәулелердiң кез-келген затқа әсерi бәрiнен бұрын атомдар
мен молекулалардың иондалуымен анықталады. Сондықтан иондаушы сәулеленiң
сандық өлшемi ретiнде экспозициялану дозасы деп аталатын шаманы алады. Ол
иондаушы сәуленiң ауаға әсерiмен анықталады, яғни экспозициялану дозасы деп
ауаны фотондармен сәулелендiру кезiнде құрғақ ауада туындылайтын бiртектi
зарядтардың сол ауа массасына қатынасын айтады.
X=qM
Күнi бүгiнге дейiн экспозициялау дозасының рентген деп аталатын жүйеден тыс
бiрлiгi қолданылады. 1 Р ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.