Атом ядросы

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

1 АТОМ ЯДРОСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.1 Атом ядросы және оның құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
1.2 Атом ядросының модельдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
1.3 Радиоактивтілік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27

2 АТОМ ЯДРОСЫНЫҢ ЭНЕРГИЯСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
2.1 Ядролық күштер және оның қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .41
2.2 Ядролық реакциялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
2.3 Ядроның бөлінуі және термоядролық синтез ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54
2.4 Атом энергиясын қолдану мәселелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...68

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 74

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..76

1.ҚОСЫМША. Бор постулаттары. Сутегі тектес атом үшін Бор теориясы ... .77
Білім беру жүйесін дүние жүзілік деңгейге жеткізу мақсатымен егеменді еліміз соңғы кезде осы саланы қайта құру жағдайын бастан өткізіп отыр. Әсіресе, жастарға орта білім берудің мазмұны мен түрлері жүйелі түрде өзгере отырып (лицей, гимназия, колледж т.б.), жоғары сыныптарда бағытты және тереңдете оқыту мәселелері де қолға алынуда. Орта мектепте математикалық бағытта терең білім беру мәселесін күшейтуге байланысты, физика курсының да мазмұнын тереңдете отырып, оқушыларға физикалық білімді саналы меңгертуді қамтамасыз ету мақсаттары жүзеге аспақ. Болашақ қоғам мүшелерінің жаратылыстану ғылымдарының негізін толық меңгеріп шығуы қазіргі заман талабынан туындайтынын ескерсек, оның іргетасы орта мектеп физика курсын игеруден бастап қаланатыны белгілі.
Қазіргі таңда білім мазмұнын жаңарту, тереңдету және оны саналы меңгертудің әдіс-тәсілдерін жетілдіру педагогикалық зерттеулер көзіне айналуда. Олай болса, орта білім берудің негізгі бағытының бірі - оқушыларға физика курсын тереңдетіп, жетілдіре отырып меңгерту болмақ. Әсіресе, физика курсының барлық бөлімдерін мазмұн жағынан және әдістемелік тұрғыдан тереңдете жетілдірудің маңызы зор.
Қазақстан мемлекеті алдағы уақытта ғылыми-техникалық прогресті өркендету арқылы нарықтық бәсекеге қабілетті мемлекеттер қатарына қосылу үшін іргелі ғылыми пәндерді оқыту ісін жетілдіруді білім беру ісінің басты міндеті деп есептейді.
Физиканы тереңдетіп оқыту барысында негізгі дидактикалық принциптерге сүйенуге болады. Әсіресе әр бөлімнің мазмұнын тереңдетуге арналған материалдардың ғылымилығын, жүйелілігін, көрнекілігін, теорияның практикамен байланысын және оқытудың деңгейлілігі мен сапалылығын, білімнің тиянақтылығын және саналы меңгерту мүмкіндігін ескеру нағыз маманның шеберлігінің көрінісі.
Оқыту әдісін анықтау және таңдау барысында алдымен сабақтың басты мақсаты мен негізі міндеттерін айқындап алып, соған байланысты оқушының танымдық әрекетін дамытуға мүмкіндік беретін әдіс-тәсілдер ойластырылса, ол да өз тиімділігін одан әрі күшейте түспек.
Қазіргі кезде шапшаң жүріп жатқан жаһандану үрдісі әлемдік бәсекелестікті күшейте түсуде. Тіпті бірқатар дамыған елдерде бұл идея ұлттық қағидаға айналып отыр. Сондықтан халықаралық ұйымдар әлем елдерінің бәсекеге қабілеттілігінің рейтингін анықтауға кірісті. Елбасы Н.Ә.Назарбаев Қазақстанынның бәсекеге қабілетті 50 елдерінің қатарына кіру старатегиясы атты жолдауында «Білім беру реформасы – Қазақстанның бәсекеге нақтылы қабілеттілігін қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін аса маңызды құралдарының бірі» деп атап өткен болатын.
1 Егемен Қазақстан №6,2006.
2 Нұрсұлтанов О. С. Атомдық физика Алматы: Рауан баспасы, 1990.
3 Абдулаев Ж. Жалпы физика курсы. Алматы: Ана тілі, 1991.
4 Ахметов А. Қ. Физика Ы.Алтынсарин атындағы Қазақстанның білім академиясының республикалық баспа кабинеті Алматы: – 2000.
5 Арызханов Б. Физика курсы Алматы «Мектеп», 1988.
6 Арызханов Б. С. Физика. Алматы: Рауан, 1994.
7 Абдулаев Ж. Физика курсы. Алматы: Білім, 1994.
8 Жұманов К. Б. Атомдық физика негіздері А. Қазақ университеті, 2000.
9 Қойшыбаев Н. Оптика, Атом, Ядро, Элементар бөлшектер
Жалпы физика курсы ІV том Алматы 2006.
10 Кадыров Н. Ядролық физика негіздері А. Қазақ университеті, 2000.
11 Қойшыбаев Ж. Физика. Алматы: Атамұра, 2008.
12 Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б. Физика 11 сынып Алматы, 2002.
13 Савальев И. В. Курс общей физики. В 3т. М.: Наука, 1982.
14 Зисман Г. А, Тодес О. М. Курс общей физики, В 3т. М.: Наука, 1979.
15 Шпольский Э. В. Атомная физика. В 2т. М.: Наука, 1963.
16 Давыдов А. С. Теория атомного ядро М.: Наука, 1975.
17 Наумов А.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц 1984.
18 Гершензон Е.М. Курс общей физики Оптика и атомная физика 1781.
19 Ғылыми - әдістемелік журнал. Математика және физика 2010, №6,49 б.
20 Республикалық ғылыми - әдістемелік, педагогикалық журнал. Физика және астрономия 2008, №6,43 б.
21 Республикалық ғылыми - әдістемелік, педагогикалық журнал. Физика және астрономия 2008, №1,61 б.
22 Ғылыми - әдістемелік журнал Математика және физика 2009, №2,34 б.
23 Ғылыми әдістемелік Физика журналы, 2006ж, №2,18 б.
        
        МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ.....................................................................
................................................3
1 ... Атом ... және ... Атом ... АТОМ ... ... күштер және ... ... ... бөлінуі және ... Атом ... ... ... Бор постулаттары. Сутегі тектес атом үшін Бор теориясы.....77
КІРІСПЕ
Білім беру ... ... ... ... ... ... егеменді
еліміз соңғы кезде осы саланы қайта құру жағдайын бастан ... ... ... орта ... берудің мазмұны мен түрлері жүйелі түрде
өзгере отырып (лицей, гимназия, колледж т.б.), ... ... ... ... оқыту мәселелері де қолға алынуда. Орта ... ... ... ... беру мәселесін күшейтуге байланысты,
физика курсының да ... ... ... ... ... ... меңгертуді қамтамасыз ету мақсаттары жүзеге аспақ. Болашақ қоғам
мүшелерінің жаратылыстану ғылымдарының негізін ... ... ... ... ... ... ... оның іргетасы орта мектеп физика
курсын игеруден бастап қаланатыны ... ... ... ... ... тереңдету және оны саналы
меңгертудің әдіс-тәсілдерін жетілдіру педагогикалық ... ... Олай ... орта ... берудің негізгі бағытының бірі -
оқушыларға физика ... ... ... отырып меңгерту болмақ.
Әсіресе, физика курсының ... ... ... жағынан және әдістемелік
тұрғыдан тереңдете жетілдірудің маңызы зор.
Қазақстан мемлекеті алдағы ... ... ... ... ... бәсекеге қабілетті мемлекеттер қатарына ... ... ... ... ... ісін жетілдіруді білім беру ісінің басты
міндеті деп есептейді.
Физиканы тереңдетіп оқыту барысында негізгі дидактикалық принциптерге
сүйенуге болады. ... әр ... ... ... арналған
материалдардың ғылымилығын, жүйелілігін, көрнекілігін, ... ... және ... ... мен сапалылығын, білімнің
тиянақтылығын және саналы меңгерту мүмкіндігін ... ... ... ... ... ... және ... барысында алдымен сабақтың басты
мақсаты мен негізі міндеттерін айқындап алып, ... ... ... ... дамытуға мүмкіндік беретін әдіс-тәсілдер ойластырылса, ол
да өз тиімділігін одан әрі күшейте түспек.
Қазіргі ... ... ... ... ... үрдісі әлемдік
бәсекелестікті күшейте түсуде. Тіпті бірқатар дамыған ... бұл ... ... ... ... ... халықаралық ұйымдар әлем елдерінің
бәсекеге қабілеттілігінің ... ... ... ... Н.Ә.Назарбаев
Қазақстанынның бәсекеге қабілетті 50 елдерінің қатарына кіру старатегиясы
атты жолдауында «Білім беру ...... ... ... ... ... ... беретін аса маңызды құралдарының
бірі» деп атап өткен болатын.
Біріккен ұлттар ұйымының шешімімен «ХХІ ғасыр – ... ... ... ... Республикасы да ғылыми-техникалық прогрестің негізгі
белгісі – қоғамды ақпараттындыру болатын жаңа ... ... ...... ... ... ... негізгі
шарттарының бірі. Осы мәселені шешудегі басты рөл мектепке ... ... ... ... жаңа жүйесі жасалып, оның мазмұнының түбегейлі
өзгеруі, оның дүниежүзілік білім ... енуі ... ... ... ... жаңа ... мен міндеттер қойып отыр.
Бізді қоршаған табиғаттағы заттар неден тұрады? Оларды табиғат ... ... ... ең ... ... не ... ... ертеден
қойылып келеді. Үлкен, зәулім таулар судың, желдің және вулкандық күштердің
әсерінен бұзылып ... ал ... өзі бара - бара ... ... ... шегі барма? Табиғат бөле алмайтын ең кішкене бөлшек ... ... ол ... грек ... ... және ... мұндай бөлшектер бар,
олар «атомдар» деп есептеген. «Атом» - грек ... ... ... Атом ... оның түрі ... ... ... ғасырлар бойы жауапсыз
қалды. Мүмкін атом кішкене шариктер шығар, немесе басқа ... Әр ... ... әр ... ... Ертедегі грек философы Анаксимандр
әлемде төрт ... – су, ауа, жер, от ... ал ... өзі ... ... ... ертедегі грек философтарының бұл ойлары
эксперимент жүзінде дәлелденбей, тек болжам ... ... да одан ... ... дейін атом туралы сөз болған еді, осы грек ... ... ... мен өз ... барысында пайдалануға
тырыстым.
Атом туралы ілімнің XVII – XVIII ғасырларда қайтадан дамуына химиялық
элементтер туралы түсініктің пайда болуы, химиялық ... ... ... сақталуы, затты құрайтын элементтердің бір – ... ... ... ... ... ... мен оттегі болатыны
және т. с. с. құбылыстар мен ... ... ... әсерін тигізді
[2,143 б].
Дипломдық жұмыстың өзектілігі. Бүгінгі таңда Қазақстан Республикасының
Білім туралы заңы - әр адамның жан – ... ... ... ... ... ... ... туындайтын әлеуметтік – экономикалық
қажеттіліктерге қарай Білім ... заң ... ... ... мен еңбекке тәрбиелеуге бағытталған, оқытудың мазмұны мен формасын
жаңалауға, оларды ұлттық мәдени және ... ... ... ... ... ... жасап, қазақ тілінде оқытатын
мектептерді қайта құруға жетелейді. ... Н.Ә. ... ... 2007 жылғы 28 ақпандағы «Жаңа әлемдегі жаңа Қазақстан» Жолдауында:
«Білім беру реформасы ... ... ... – тиісті білім мен білік алған
еліміздің кез келген азаматы әлемнің кез ... ... ... ... ... деңгейге көтерілу болып табылады. Біз бүкіл ... ... ... ... ... беру ... қол ... - деп атап көрсетті.
Қазіргі таңда әлемдік ғылымның дамуы, жаңа ... ... ... ... ... алға ... Соның ішінде
физика ғылымының соңғы жаңалықтары атом ядросының ... ... ... ... Алайда қазіргі кезде ғылым мен өндіріс
сферасының арақашықтығы сезілуде. Себебі ... ... ... ... ... ... тез арада енгізе алмай келеді.
Табиғаттағы атом ядросының ... ... ... ... атомдар заттың ең кішкентай бөлшектері, олар бір-бірімен қосылып
заттың химиялық қасиетін сақтайтын кішкентай бөлшек – ... ... ... ... ... ... ... ашылды;
- ХІХ ғасырдың екінші жартысында заттарды құрайтын ең кішкентай бөлшек
– атом әрі ... ... ... ... деп есептелді;
- Табиғаттың ғажайып көп құбылыстарында атом ядросының атқаратын ролі
үлкен. Мысалы, химиялық элементтердің өмір сүруіне ядро ... ... ... ... ... ... ядролық реакциялар, ядролық
түрленулер, және т.с.с;
Дипломдық жұмыстың мақсаты. Атом ... ... ... ... ... ... ... маңызын айқындау және қолдану
өрісін анықтау. Қазіргі таңда ... ... атом ... ... ... оқушылардың пәнге деген қызуғушылығын арттыру.
Дипломдық жұмыстың міндеттері. Бұл дипломдық жұмыста негізгі міндет:
- атом ядросы ... ... ... атом ядросы қасиеттерінің қолданылу жағдайын анықтау;
- атом ядросы қасиеттерін оқытуда озық тәжірибелі ... ... ... физикаға қызығушылын арттырудың әдістемелік
негізін айқындау;
Дипломдық жұмыстың теориялық және ... ... ... ... ... тұрғыдан негіздеуден, оларға жалпы сипаттама
жасаудан және де қазіргі кезде атом ... атом ... ... ... ... негіздерін айқындаудан тұрады.
Алғашқы ғылыми және теориялық ... ... ... ғылыми техникалық құралға сәйкестілігімен зерттеу проблемасын
зерделеуде ... ... ... ... ... ұсынылған әдістеменің тиімділігімен, алынған жұмыстардың
нәтижелерін қорытындылаумен, олардың тиімділігін ...... ... тексерумен және оқу тәрбие үрдісінде апқараттық жүйелердің
кешенді ендіріліуінен дәлелденеді.
Дипломдық ... ... ... Атом ... ... сипаттамаларын түсіндіру және олардың қазіргі заманғы ақпараттық
техникалық ... ... ... ... ... ... ... жаңалығы.
Атом ядросын зерттеуге келесі эксперименттік фактілер әсерін тигізді.
-1896 жыл Беккерель ашқан табиғи радиоактивтілік құбылысы
-1910 жылы ... ... ... ... ... ... изотоптары.
- Дж. Томсон алғашқы атом моделін 1897 ж. ұсынды.
- Атомның планетарлық моделін 1911 ж.Резерфорд ашты.
Дипломдық жұмыстың практикалық ... ... атом ... ... ... оқушыларына жаңа
технология бойынша түсіндіре отырып оқушыларды есеп шығаруға үйрету, жас
мамандарға көмекші құрал ... ... ... ... ... отырып оқушыларға атом ядросы, ... ... ... белсенділігін арттырып, ой өрісін дамытады.
Қазіргі мәселелерді шешу. ХХІ ғасырға аяқ ... жаңа ... ... қамтып отыр. Алайда, қазіргі кезде осы ақпараттық
технологияларды 100 ... ... ... ... ең ... мәселе болып отыр.
Қашықтықтан оқытуды дамыту, дүние жүзілік алдыңғы ... ... болу алға ... ... бірі ... ... жұмыстың практикалық базасы: Ы. Алтынсарин атындағы Арқалық
мемлекеттік педагогикалық институтының кітапхана қоры, Арқалық қаласы орта
мектептерінің кітапхана ... Әл – ... ... ... ұлттық
университеті, Л. Н. Гумилев атындағы ... ... ... А.
Байтұрсынов атындағы Қостанай мемелекеттік университетінің кітапхана
қорлары, интернет жүйесі, физикалық және техникалық ... ... ... ... ... ... екі бөлімнен,
жеті бөлімшеден, қорытындыдан, әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 АТОМ ЯДРОСЫ
1. 1 Атом ... және оның ... ... туралы ұғымды 1911 жылы Резерфорд ... Ол ... ... ... бірге α-бөлшектердің жұқа металл
қабатынан өтуін және шашырауын зерттеген. Жасалған тәжірибелердің ... үшін ... ... ... ұсынды. Ал оң зарядталған ядро мен
теріс зарядталған электрондар жиынтығынан-электрондық қабықшалардан ... ... ... ... ... шоғырланған. Атомға қарағанда ядро тым
кішкентай және ол өте ... Атом ... ... ... ... физикада атом ядросының құрылысы және оның қасиеттері туралы
тың мәселе қойылды. Осылайша ядролық физика деп аталатын физиканың жаңа ... ... ... ... ядросының құрылымын, қасиеттерін, оның
түрленулерін ... ... ... ... құбылыстарды қарастырады.
Элементар бөлшектердің табиғатын, өзара әсерлесулері мен түрленулерін
зерттейді.
Атом ядросының құрылысы. ... ... ... ... нейтрон ашылған сол іле-шала 1932 ж. бұрынғы кеңес физигі
Д. Д. Иваненко мен неміс ... В. ... ... ... ... Ол ... ... кейінгі зерттеулерімен дәлелденді
және қазіргі кезде даусыз болып табылады. Ядроның протон-нейтронды моделі.
Протон-нейтронды модельге сәйкес ... екі ... ... бөлшектерден:
протондар мен нейтрондардан тұрады.
Тұтас алғанда, атом электр жөнінен ... ал ... ... ... ... ... тең болғандықтан, ядродағы протондардың саны атом
қабықшасындағы ... ... тең. ... ... ... саны ... кестесіндегі элементтің атомдық нөміріне тең.
Ядродағы протондардың 2 саны мен ... N ... ... сан деп ... А ... ... А-2+N. ... мен нейтрон
массалары бір-біріне жуық және олардың әрқайсысы жуықтап алғанда, ... ... тең. ... ... ... ядро ... аз. Сондықтан ядроның ... саны ... ... ... ... салыстырмалы атомдық массасына тең. ... ... онша ... ... приборлармен ядролық массаларды өлшеу
арқылы анықталуы мүмкін. М. Планк XX-ғасырдың басында заттың сәуле шығаруы
және жұтуы үздіксіз ... ... ... ... ... ... ... өтетін құбылыс екенін көрсетті. А. Энштейн Э. ... ... В. ... т.б. ... идеясын одан әрі дамытып, оны
математикалық тұрғыдан бір ... ... ... ... және оның
негізінде кванттық ... ... ... ... теорияның
негізінде атомның әртүрлі қасиеттері және оның ішінде өтіп ... ... (Н. ... II-ші ширегінен бастап атом ядросының құрылымын және ... ... ... ... ... ... ... байланысты революциялық өзгерістер одан әрі ... ... ... ... және ауыр ... радиоактивтілік
түрленуі ашылды. (А. Беккерель, И. ... М. ... [3,91 ... ... ... ... Э. ... -бөлшектен
атқылау арқылы изотропияның орнықты (ыдырамайтын) ядросын оттек ядросына
түрлендірді ... ... ... ... ... ... (1932 ... байланысты болды. Бұл жаңалық ядроның қазіргі нуклондық ... ... ... 1932 жылы ... 1934 жылы ... ашылды. Ядролық физиканың дамуында зарядты бөлшек
үдеткіштер ... роль ... 1944 жылы В. И. ... ... ... ... ... жаңа сатыға көтеріп, оның даму
горизонтын кеңейтті. Соңғы кездері қарама-қарсы ... ... ... (Г. И. ... ... нәтижелер берді. Бұл
кезеңдегі аса маңызды оқиғалардың бірі-атом ядросының бөлінуі және ... ... аса мол ... ... алу ... ... болды.
Ньютон материяға байланысты болмаған материалдық заттарына тәуелсіз
және салыстырмалы емес ... ... ... кеңістік бар ... ... ... бұл ... ... абсолют кеңістік
қозғалмас деп есептелінеді. Бұл кеңістік эвклидтік және еркін материалдық
нүкте ол жерде ... және түзу ... ... ... Практикада
болса біз салыстырмалы қозғалысты қараймыз, санақ жүйесі ретінде кез-келген
қозғалысты алсақ болады. Күн жүйесінде ауырлық ... ... ... жүйесін
қозғалмас жұлдызына бағытталған өздерінің санақ жүйесін Энштейн галилейлік
деп атауға ұсынды. Бұл ... ... ... заңы ... ... ... нүкте бірқалыпты және түзу сызық бойымен ... жүйе ... да ... ... ... ... толқындық оптика тұжырымынан материалдық формаға енді, ... ... ... ... бірлесіп кетеді.
1905 жылы француз математигі және астрономигі А Пуанкаре (1854-1912)
өзінің ... ... ... ... ... Бұл ... ... постулатын принципін жалпылап айтып өтеді және ... Сол 1905 жылы жас ... А. ... ... ... ... ... деген мақаласында бұл проблеманы
өте оңай және қарапайым түрде ... ... ... атомының ядросы оң ... және ... жоқ ... ... ... заряды абсолют
шамасы жағынан электронның зарядына тең. Протон мен нейтрон нуклон ... ... ... ... ... күйi болып табылады. Ядродағы
протондардың саны Z, Менделеевтiң периодтық ... ... ... нөмiрiмен сәйкес. Ядродағы нейтрондардың саны N деп белгiленедi.
және ядроларынан басқа барлық ядролар үшiн N>Z. ... ... ... ... ... ... элементтер үшiн N≈Z,
ал екiншi жартысындағы элементтерде нейтронның саны ... ... ... саны деп A=N+Z ... ... ... ... айтады.
Ядроны әдетте мынадай символмен белгiлейдi. Зарядтарының саны ... ... саны ... ... ... деп ... ... саны бiрдей болады да, нейтронның саны әртүрлi болады. Мысалы
сутегiнiң изотоптары, ... ... - ... ... уранның изотоптары. Бүгiнгi күнi барлық химиялық ... ... ... ал екi ... жақын орнықсыз (радиоактивтi)
изотоптары белгiлi. Электронның массасы протонның массасынан 1836 есе кiшi
болғандықтан ... ... ... массасымен бiрдей десе де болады.
Элементар бөлшектердiң ... ... ... ... ... (м.а.б) деп
аталатын жүйеден тыс бiрлiкпен өлшейдi. 1 м.а.б. ... ... ... 1/12 ... алынған. Ядро сонымен қатар өзiндiк
қозғалыс мөлшерi моментiмен-спинiмен сипатталады. ... ... ... ... ... ... ... спинi ħ/2-ге тең.
Жұп нуклоннан тұратын ядроның спинi (ħ бiрлiгiнде) бүтiн санға немесе нөлге
тең. Ал тақ нуклоннан тұратын ... ...... ... ... ... ядросы алып тұрған көлемнiң айқын шекарасы жоқ. Бұл нуклондардың
толқындық қасиетiмен ... ... ... ... ... ... Ядроның көлемi нуклонның сандарына пропорционал. Сондықтан
ядроны радиусы R-ға тең ... деп ... оның ... ... мынадай
эмпириялық өрнекпен анықтайды.
(1.1)
мұндағы =(1,3-1,7)·10-15 м.
Ядроның өлшемдерi өте аз болғандықтан ... ... ... күшi өте ... ... ... құрамында 82 протоны бар қорғасынның
ядросындағы протондардың тебiлу күшi бiрнеше мың ньютонға ... ... бұл ... күшiнiң салдарынан бөлшектенiп кетпейдi. Бұл протондар мен
нейтрондардың арасында ... ... де ... ... ... бар екенiн
көрсетедi. Бұл күштердi ядролық күштер деп, ал бұл күштердiң ... ... ... деп ... ... мен ... пәрмендi
әсерлесу тұрғысынан алғанда ешқандай айырмашылығы жоқ ... ... ... нуклон деген бiр бөлшек ретiнде қарастырады [4,68 б].
Ядролық күштер өте аз аралықта әсер ететiн күштер болып табылады. ... м-ге ... ... әсер ... де одан ... ... өте тез ... Масспектрограф деп аталатын құралдардың көмегiмен ядроның массасын
өлшеу кез-келген Z ... және N ... ... ядроның массасы бос
жүрген Z протон мен N ... ... ... аз ... Ал ... мен ... арасындағы байланысты ескерсек бос протондар
мен нейтрондардың ... ... ... ... ... артық екенi шығады. Олай болса, ядроны оны ... ... үшiн осы ... ... тең ... жұмсау
керек. Мұндай энергияны ядроның байланыс энергиясы деп атайды.
(1.2)
мұндағы ... ... деп ... Ядродағы бiр нуклонға келетiн
орташа байланыс энергиясын Δεбай деп ... оны ... ... ... деп атайды.
Резерфорд тәжiрибелерiнен атомның өлшемдерi өте кiшi ядродан және оны
қоршаған электрондың бұлттан тұратыны анықталды. Ендi ... ... ... ... атом ... құрылымы мен қасиетiн зерттеу
мәселесi туды.
Атом ядросының үлгілері. Ядро теориясын жасау жөніндегі талаптар екі
маңызды ... ... ... Олар ... еді: 1) ... әсер ететін күштер туралы мағлұматтың жеткіліксіз аз болуы, 2)
көптеген денелердің ... саны А ... ядро А ... жүйесін
құрайды) кванттық есебінің шектен тыс қолайсыз үлкен ... ... ... ядро ... ... Оның ... өзара әсері
негізгі және шешуші рөлді атқарады. Электрондардың өзара бір – ... ядро ... ... экрандау құбылысына әкеліп ... ... ... симметриялық өрісінде қозғалатындықтан, ол
өрісті ядродан r қашықтықтың скалярлық функциясы болып ... ... ... түрінде көрсетуге болады. Ядро өрісінің сфералық
симметриялығы және V(r) ... ... ... ... атомның қабықша үлгісіне негізделген, атом туралы кванттық
механикалық есептің ... ... ... ... ... ... Атом ... белгілі факторлардың жиынтығын есепке алған
күннің өзінде, онда оқшауланған орталық дене жоқ, ... ядро ... ... ... тең ... болып табылады.
Атом ядросының құрылымын және қасиеттерін жан-жақты білу үшін, ядроның
физикалық әр түрлі үлгілерін пайдалану ... ... ... ... атом
ядросының құрылымы мен қасиеттерін түсіндіруге ... ... ... ... ... Қандай үлгі болмасын ядроның қасиеті
туралы физика саласында қандай мағлұматтар белгілі болса, ол сол ... ... ... мен ... сүйенеді.
Алайда, қаншалықты қарапайым үлгі болса да, өте ... ... жүйе ... ... ... ... қасиеттерін түгелдей ашып,
көрсете алмайды. Сондықтан бірде-бір ... ... ... ... үлгі ... оның ... шектелген болады, олардың мәндері
тәжірибемен ... етіп ... ... ... ... ... ... таңда кездесетін
барлық үлгілерін сипаттап жату мүмкін емес. Сондықтан біз ядроның қабықша
және ... ... ... ... ... бұл ... 1939 жылы Я. И. ... ұсынған
болатын. Кейіннен оны Н. Бор және т.б. ғалымдар дамытты. Ядроның бұл
үлгісінің ... ... ... ... 1938 жылы ... ... Ган және
Штрассман ашқан уран ... оны ... ... ... жаңалық болатын. Сонда ядроның құрамындағы нуклондарды ұстап
тұратын ядролық күштердің әсер радиусы өте аз ... ... Іс ... әр
нуклон өзінің жақын көршісімен өзара әсерлесетіндігі анықталды. Міне,
ядролық күштердің осындай қасиеттерін ... ... Я. И. ... ядроны
сұйық тамшысы түрінде қарауға мүмкіндік ... ... ... тек ... ... ... ... Демек, ядроның сұйық тамшысымен
ұқсастығы мынада екен. ... ... ... және
соған ұқсас ядродағы нуклондар арасындағы өзара әсер ететіндігінде. Сонымен
қатар, іс жүзінде, әр түрлі ядролар затының тығыздығының ... ... ... тыс өте аз ... Олай болса, сондай
сығылмаушылық ... ... да бар. ... ... ұқсастықтар, ядроны
зарядталған тамшыға теңеуге негіз болды.
Тамшы үлгісі ядродағы бөлшектердің байланыс энергиясымен есептеу үшін
жартылай эмперикалық өрнекті ... ... ... ... ... ... көптеген құбылыстарды түсіндіруге көмектесті, бұл жерде ... ... ... ... ... ... ... болады.
Қабықша үлгісі. Қазіргі кездегі ядроның қабықша үлгісі 1948-1949 ... ... Осы ... дамуына елеулі үлес қосқан физиктер М. Гепперт-
Майер ... О. ... И. ... ... және Г. Зюсс ... ... ... нуклондар орталық симметриялы өрісте бір-біріне тәуелсіз
қозғалып жүреді деп есептелінеді. Осыған сәйкес паули ... ... ... ... ... ... еске сала ... энергиялық деңгейлер (атом деңгейіне ұқсас) болады. Бұл ... ... Ол ... белгілі бір нуклондар саны бола
алады. Нуклондармен толық ... ... ... орнықты болып шығады.
Тиісті тәжірибелердің қорытындыларына қарағанда, мұндай ерекше орнықты
ядроларға протондар ... ... ... саны (немесе осы екеуіде) 2, 8,
20, 28, 50, 82, 126 ... ... ... ... екен. Бұл сандарды
физиктер сиқырлы деп атады. ... саны Z ... ... саны N
сиқырлы болған жағдайда (яғни өте орнықты ядролар), ... да ... ... Z-де және N-і де ... болса, онда оны екі ретті сиқырлы
деп атайды.
Екі ретті сиқырлы ядролардың бізге бесеуі ... ... ... ... ... ... бір ... ол көптеген тәжірибелердің
қорытындыларын бірдей көзқарас тұрғысынан түсіндіруге мүмкіндік береді.
Қабықша үлгісінің ... М. ... және Н. ... ... ... осы жаңалықтары үшін Нобель сыйлығы берілді. Ядроның
қабықша ... одан әрі ... ... ... және ... кеңес ғалымы
академик А. Б. Мигдельдің есімімен байланысты.
Атом ядросының заряды. Атом ... ... ... бірі
оның электр заряды болып табылады.Атом ... ... ... рет ... ... ... Ал ядросының зарядын тікелей өлшеуді ағылшын физигі
Дж. Чедвик 1920 жылы жүзеге асырды. Атом ... ... ... ... ... кестесіндегі химиялық элементтің Z реттік нөмірінің
көбейтіндісіне тең болады.
(1.4)
Сонымен, Менделеев ... ... ... ... ... ... атомының ядросындағы оң зарядтардың санымен анықталады.
Сондықтан элементтің Z реттік нөмірін зарядтық сан деп атайды.
Ядролық физиканың дамуы да осы ... ... ... ... ... ... кейін совет ғалымы Д. Иваненко және одан
тәуелсіз неміс ғалымы В. Гейзенберг атом ... ... мен ... ... ... ... Ядро протон мен нейтроннан тұратыны көптеген
тәжірибелердің қорытындыларымен сәйкес келіп осы күнгі ядро ... ... ... ... ... Протон мен нейтронды жалпы нуклондар
дейді (латын тілінен nucleus - ядро), яғни ... ... ... мен ... ... ... әр түрлі күйі.
Сонымен, ... ... ... ... атом ... ... протондар санымен анықталады екен. Ядродағы пртондардың саны атом
қабықшасындағы электрондардың ... тең, ... ... ... атом электр
бейтарап [5,143 б].
Атом ... ... және ... энергиясы. Атом ядросының
физикалық қасиеттері оның зарядтарымен қатар массасымен де ... ... ... ең ... ... Ядролық физика
иондар мен атом ядросының массасын көбінесе масспектрографтың көмегімен
анықтайды. Зерттелетін заттың атомдары ... ... оң ... әлсіз
электр өрісінің әсерінен D1 диаграма арқылы әр түрлі жылдамдықпен өтеді. ... D2 ... ... оң ... ... өрісінде үдемелі қозғалады.
Және осы мезетте оң иондарға индукция В0 ... ... ... де ... ... ... оң иондар, оған бір-біріне перпендикуляр
бағытталып әсер ететін Е0 ... және В0 ... ... ... ... D2 ... арқылы бұрылмай өту үшін ... ... ... ... Бұл теңдеуден жылдамдықты анықтайық:
(1.5)
Осы жылдамдыққа ие болған оң иондар біртекті В магнит ... ВК ... ... ... ... ... индукция векторы
В иондардың жылдамдық векторына перпендикуляр ... ... ... оң иондарға модулі Ғ=υqB болатын Лоренц күші ... ... осы ... ... шеңбер бойымен қозғалады. Жартылай
шеңбер сыза отырып, массалары ... ... ФП ... ... ... Ғп=Ғцт немесе болғандықтан, ионның массасын
өрнегі бойынша жоғары дәлдікпен анықтайды. Атом ядросының ... ... ... ... ... ... біріктіргенде, сол
нуклондардың бір-бірімен байланыс энергиясының ... ... ... Демек, тыныштықта тұрған өзара әсерлеспеген
нуклондардың ... ... ... ... аз болады.
(1.6)
Бұл шама ядродағы нуклондардың байланыс энергиясы ... ... ... байланыс энергиясы деп, ядроны оны құрайтын ... ... ... ... ... нуклонның үлесіне тиісті байланыс энергиясын, яғни ... ... ... ... байланыс энергиясы деп атайды. Оны
әрпімен белгілейді. Мына шаманы ... ... ... деп
атайды. Сонымен масса ақауы байланыс энергиясымен мынадай қатынаста ... ... ... ... Өлшем бірліктерінің Халықаралық
жүйесінде қолданылатын ұзындықтың, массаның және т.б. өздеріне таныс ... ... ... физикада арнайы бірліктер ... ... ... ... ... ... ... туындайды.
Мысалы, ядролық физикадағы ең үлкен қашықтық атом радиусының өзі 10-10 м-ге
тең. Ұзындық бірлігі ретінде ферми алынады: 1 ... м. ... ... ... ... ... ... алынады. Ол массаның
атомдық бірлігі болып табылады:
1м.а.б.=кг,
1 ... ... ... ... ... массасында неше
массаның атомдық бірлігі бар екенін көрсетеді. Мысалы, ... ... ... үшін Аr=12, ... үшін ... ... массасы жуықтап алғанда атом массасына тең деп алуға
болады. Себебі, тек ... ... ... ... ... ... массасы атом массасының шамамен бөлігіндей ғана. Атом
массасын өлшейтін ... ... ... ... ... ... негізінде химиялық элементтің заряды бірдей,
бірақ массаларының айырмашылығы бар әр ... ... ... ... ... ... оларды кейде нуклидтер дейді)
массаларын өлшей отырып олардың атомдық масса бірліктерінің (а. е. ... сан ... ... яғни изотоптық массалар бүтін санға тең. Химиялық
элементттің бірнеше изотобы болады, ал олардың орташа мәні ... ... ... ... изотоптары .
Ядролық физикада атом изотоптары массаларының ... сан ... роль ... ... ... ... ... элементтер атомдарының
ядролары біртекті бөлшектерден тұрады және олардың саны бүтін санға тең
екен ... ... ... болады.
Ядролық физикада энергияны электронвольтпен өлшейді, 1эВ=109эВ.
Көбінесе элементар бөлшектердің массаларын массаның атомдық бірлігімен
қатар энергияның өлшем бірлігі МэВ ... ... де ... Сондықтан
массаның атомдық бірлігіне сәйкес болатын ... ... ... мен ... ... ... болатыны Эйнштейннің
формуласынан белгілі. Атомдағы электрондар массасы ядроның ... өте аз, оны ... ... ... ... атомдық
бірлігімен алынған және атом массасына ең жақын бүтін санды массалық ... ... Оны а ... ... Ол ... ... ... етпейтін
есептеулерде, әсіресе массалардың ... ... ... ... шамасы ретінде қолданылады. Мысалы, ... ... ... ... болса, массалық саны А=4 болады.
Атом ядросының пішіні мен өлшемі. Көптеген эксперименттік зерттеулер
атом ядросының ... мына ... ... ... ... ... м, ... сан. Ал ядроның радиусы оның ... ... ... ... ядролық заттың орташа тығыздығы
үшін
(1.9)
шығады, мұндағы Мя = (mр + ... ... ... жуықтап
алғанда ядролық заттың орташа тығыздығы ρ≈кг/м3 екенін ... ... ... ... нейтрондық жұлдыздар-пульсарларға да тән
көрінеді.
Ядроның мөлшері. Резерфорд тәжірибелерінде жылдам -бөлшектермен
элементтердің атомдарын ... әр ... ... -бөлшектер
ядроға белгілі бір ара қашықтыққа жақындайды да, одан кулон күштерінің
әсерінен тебіледі. Бұл ... ядро ... ... бір ... алып
жататыны дәлелденді. Атом ядросы күрделі ... және оның ... ... ... бағынышты, соның ішінде Гейзенбергтің
анықталмағандық қатынасымен сипатталады. Басқаша айтқанда, ядро ... дәл ... ... Ядро ... ... әр ... ... Мысалы, жылдам нейтрондарды ядроның шашыратуы арқылы табу. Ең үлкен
ядролардың радиустары шамамен 10-14 м. ... ... ... ... ядро ... ... ... байланысы көрсетілген (r0 ... ... ... ... ... ... ... тығыздығын есептеуге болады. Ядро
сфера формалы деп ... оның ... R ... тығыздығы
(1.11)
мұнда Мя-ядро массасы. Сонда мысалы, ядросы үшін:
(1.12)
Ал күнделікті қолданылып жүрген судың тығыздығы 103 . Бұдан ... аса ... шама ... көреміз. Ядро затының өте зор ... ... ... спецификалық ядролық жағдайда болатынын және
ядролық күштердің интенсивтігінің үлкен шама болатынын ... [6,149 ... 2 ... ядролық моделдері
Барлық заттар бөлiнбейтiн аса ұсақ бөлшектерден – атомдардан ... ұғым ерте ... ... Егер атом ... ... ... кiрпiштерi болса табиғаттағы кездесетiн сан алуан
заттарға сан алуан атомдар ... ... тиiс. ... ... бiр ... ... ғылымының дамуы барысында ХIХ ғасырдың аяғына қарата атомның
қасиеттерiне байланысты жаңа тәжiрибелiк деректер жинала бастады. ... 1833 жылы ... ... зерттеу барысында электролит
ертiндiлерiндегi ток ... ... ... ... анықтады. Ал 1897
жылы Дж.Томсон сиретiлген газдардағы электр разрядын зерттеу барысында
қыздырылған ... ... ... ... кез-келген
химиялық элементтiң атомы өзiнен терiс зарядталған бөлшектердi шығатынын
анықтады. Осылай ... ... ...... ... ... ... нұсқайтын тағы бiр бұлтартпас факт 1869 жылы ... ... ... ... элементтердiң периодтылық заңы. Атомдық
масса өскен кезде элементтердiң қасиеттерiнiң қайталануын атомның құрамына
кiретiн бөлшектердiң саны өскен ... оның iшкi ... ... да ... ... түсiндiруге болатындай.
Томсон моделі. Атомды күрделi жүйе деп ұйғарып, оның алғашқы моделiн
ұсынған ...... ... ... бойынша атом дегенiмiз радиусы
шамамен 10-10 м болатын шар. Бұл шардың бүкiл көлемi оң ... ... ... ... оның ... су ... iшiнде жүзiп жүрген
түйiршiктер тәрiздi қозғалып жүредi. Томсон моделi атомның ... ... ... ... көп ... ... 1.1. ... моделі схемасы.
Резерфорд тәжірибесі. Атом құпиясына тереңiрек үңiлiп, оның жаңа ... ... ... ... ... Э.Резерфорд болатын. Ол өз
тәжiрибелерiнде аса ... ... жұқа ... ... шашыраған
кездегi бұрыштық таралуын зерттей келе атомның планетарлық моделi деп
аталатын ... ... ... бұл ... ... ... ... Томсон моделiндегiдей бүкiл көлемде таралмай, ... ... ... Оны атом ядросы деп атайды. Ал электрондар болса
Күн жүйесiндегi планеталар тәрiздi ядроны айнала ... ... 1.2. ... ... тәжірибе схемасы.
Электрондардың массасы аса аз болғандықтан атомның бүкiлдей дерлiк
массасы ядрода шоғырланған. ... ... ... ... ... 105 ... кiшi.
Бор постулаттары. Бор жасаған сутегi атомының моделi. Атомның ядролық
моделi α-бөлшектердiң жұқа ... ... ... дұрыс түсiндiргенiмен
екiншi жағынан басқа қиындыққа жолықты. Оның мәнiсi ... ... ... заңдары тұрғысынан атомның планетарлық моделi
тәрiздес жүйелер орнықты болмауы тиiс едi. Себебi, электрон ядроны айнала
үдей ... ... ... ... ... шығаруы тиiс. Ал
бұлай сәуле шашу оның ... ... де ... салдарынан электронның
айналу радиусы бiрте-бiрте кемiп, түбiнде ол ядроға құлап ... ... ... ... бұған мүлдем керi нәтиже бередi. Атом ... ... ол ... ... ... ... ешқандай да сәуле шығармайды. Теория
мен тәжiрибенiң арасындағы осындай ... шешу ... ... тер ... тура ... Бұл бағыттағы зерттеулер барысында
алғашқы елерлiктей табысқа дат ... ... Бор ... Ол ... ... ... ... барлық көзқарастарын қайта қарай келiп,
оның атомдарға қатысты жаңа тәжiрибелiк деректердi ... ... көзi ... Бұл ... ... ... ... ауқымынан
тысқары шығу қажет болатын. Нильс Бор 1913 жылы солай жасады да, ол атомның
жарықты шығаруы мен ... ... ... ... ... екi ... тұжырымдады:
1. Атомдар, тек стационарлық күйлер деп ... ... да ... ғана бола ... Бұл күйдегi электрондар ядроны айнала үдей
қозғалғанымен өзiнен сәуле шығармайды.
Сурет 1.3. Бордың ... ... ... ... ... ... жұту тек бiр стационарлық күйден екiншi
стационарлық күйге өткен кезде ғана болады. Ал ... ... ... ... мына ... ... Em және En осы стационар күйлердiң энергиясы, ал h–Планк
тұрақтысы.
Атомдардың энергетикалық күйлерiн энергия ... ... ... ... және жұту ... ... ... көрсету ыңғайлы.
Сурет 1.4. Бордың екінші постулатының схемасы.
(1.14)
Мұндағы -стационар күйлердің ... ... ... мен кемшіліктері. Сутегі тәрізді
системалар үшін ... ... ... ... ... ең ... бірі. Ридберг тұрақтысының көмегімен сутегі тәріздес
системалар үшін протон ... ... ... ... есептелді.
Табылған қатынас тәжірибе жүзіндегі мәндерімен сәйкес келіп Бор теориясының
тағы да бір жетістігі болып табылады.
Бор ... ... ... ... ... сызықтардың күшті магнит өрісінде жіктелуін, көп ... бар ... ... ... тағы сол сияқты
құбылыстарды түсіндіруге мүмкіндік туғызды. Бор ... ... ... өте ... ... ол үшін ... сандық теориясын жасау
мүмкін болды. Бірақ, ... ... ... ... кейінгі гелий
атомының сандық теориясын жасауға мүмкін ... ... ... қатар елеулі кемшіліктері болды. Бор
теориясы сыңар жақты, оның ішкі ... бар. Бір ... ... ... мен Кулон заңы пайдаланылса, екінші ... ... және ... ... ... ... постулаттар енгізілді.
Бор атомында электрон қозғалатын белгілі орбиталар туралы ұғым–тек
шартты түсінік. ... ... ... қозғалысының орбиталармен
қозғалатын планеталармен ұқсастығы жоққа тән. ... ... ... үшін физикаға жаңа түсініктер енгізу қажет болды. Міне
сөйтіп, жаңа кванттық механика, электродинамика теориялары ... ... ... постулаттары осы жаңа теориялардың негізгі принциптерінің салдары болып
қана қалды [7,149 б].
Ядроның осы күнгі модельдері. Атом ... ... ... көз ... Осы бөлшектер ядрода қалай орналасады, қандай
заңдылықтарға бағынады деген сұраққа ғалымдар 1932 ... бері ... ... ... үшін ... ... құбылыстарға
аналог болатындай процестерді табу, яғни ядроның ... ... ... болады.
Ең бірінші атом ядросының моделі-ядроның сұйықтың тамшысына аналогіне
(ұқсастығына) негізделген модель. Оны бірінші болып ... ... Я. ... ұсынған. Мысалы, қозған ядро-қыздырылған тамшы, ... ... ... ұшып ... тамшысының булануы және т. с. с.
аналогтар енгізілген. Сұйық молекуласындағы өзара әсер ... ... ... қысқа әсерлі күштер қатарына жатады. Сұйық тамшысы моделін
ядролық реакцияларды түсіндіруге қолданылып, кейбір жетістіктерге ... осы ... 1938 жылы ... атом ... ... ... бұл ... дұрыс түсіндіруге мүмкіндік болды. Ядро затының
тығыздығы барлық ядролар үшін ... . ... ... да ... ... ... ... байланысты емес.
Сұйықтың көлеміне байланыссыз сұйық молекулаларының ... ... ... шама. Осыған аналог ядродағы әрбір нуклонға келетін өзара
әсер энергиясы тұрақты шама (жеңіл ... еске ... ... ... әсер ететін байланыс күші сұйықтардағы
молекулалар арасындағы күштеріне ұқсас болады. ... ... ... ... бірігуі, сұйық буының конденсация ... ... ... ... ... Осы кездегі шыққан жылу ядро түзгендегі ... ... ... екі ... ... ... айырмашылығы
миллион есе болады. Бұл айтылған аналогтармен қатар ... ... ... ... ... принциптік айырмашылықтар бар. Олар
келесідей:
1. Молекулалық өзара әсер күштерінің табиғаты ... ... ал ... ... ... электромагниттік күштер емес,
спецификалық күштер.
2. Ядролық «сұйық» екі ... ... және ... ... ... құрайтын бөлшектердің қозғалысын классикалық заңдылықтармен
сипаттауға болады, ал ядродағы нуклондардың қозғалысын кванттық тұрғыдан
қарастыру керек.
Міне, бұл ... ... ... ... ... ... динамикасымен ұқсас деп есептеп, тамшы моделін қолданып
ядроның ... ... ... ... бұл модельдің ең үлкен
жетістіктерінің бірі болды. Ядроның толық ... ... әр ... ... ... ядро ... ... нуклондардың
энергиясы
(1.15)
Екіншіден, ядро түзгенде бөлініп шығатын ... , ... ... ... ... шамасымен сипатталады да массалық санға
пропорционал болады:
(1.16)
Мұнда а1-тәжірибе жүзінде табылатын коэффициент. Минус ... ... ... ... ... ... тамшы моделінен шығатын
бір қорытынды-ядро-тамшысындағы нуклондар ... ... ... R ... ядро ... ... Егер осы ядро ... келген нуклонды
жұтса, жұтылған нуклонның энергиясы бөлшектерге шағылып, бүкіл ядро қозған
күйге келеді. Қозған ядро үшін ... ... ... ... ... нуклонның энергиясы шамамен МэВ болсын делік,
мұндағы k=Дж/град-Больцман тұрақтысы. Ядро нуклонды жұтқан ... да ... ... нуклон ядро-тамшының ядролық симметриясын
бұзады. Ядро ... ... ... ... ... ... ... , -тамшы шеңберінің бойында пайда болатын
толқын өркештерінің саны. Бұл ... ... - ... ... ... Мя – ядро ... ... энергияны тапсақ, , беттік керілу коэффициентін табуға болады
. Табылған мәнін ( ... ... екі ... h-қа ... тербеліс энергиясын табуға болады:
(1.18)
Міне, осы пайда болған беттік тербеліс энергиясын ескеріп ядро-тамшы
моделінің көмегімен ядроның ... ... ... ... болмай шықты.
Сонымен ядроның беттік энергиясы жалпы энергияға өз үлесін қосуы
керек.
(1.19)
Егер (1.19) формуласындағы R–дың мәнін ... ... және ... ... ... Е3 энергиясы Е2 энергиясына кері
таңбамен енуі керек. Себебі ядро бетіндегі ... бір ... ... ... атом ... ... және протондар саны
бірдей болмағандықтан, оны есепке алу үшін ... ... ... тағы ... ... керек. Ол энергияның таңбасы Е2-нің таңбасына ... ... ал ... ... саны А және ... саны Z-ке ... ... коэффициент. Ядро энергиясына протондардың тебіліс
әсерлерін еске ... мүше ... ... ... ... бүкіл ядроға тегіс
бірдей тығыздықпен үлестірілген деп есептеп, екенін аламыз, сонда
(1.22)
мұнда а4-теория ... ... ... ... ... ... нуклондардың спиндеріне байланысты болады. Мұны ескеретін ... әр ... ... ... ... ... ... ядроның жалпы энергиясы.
(1.24)
Бұл табылған байланыс ... ... ... ... жуық болып шықты [8,136 б].
Франк және ... ... ... ... ... ... алғаш рет дәлелдеген тәжiрибе-Дж.Франк және Г.Герц
тәжiрибесi. 1913 жылы ... бұл ... ... ... ... ... ... Атомдарда үздікті энергиялық
деңгейлерінің болатындығын (Бор постулаттарының) ... ... ... ... және ... ... схемасы келесідей болған.
~ 1 мм. сынап болғанда
Сурет 1.5. ... және Герс ... ... қондырғының схемасы.
Т-түтік ішінде сиретілген сынаптың буы ... ... ... 1 ... ... 760 есе кіші. Өткізгіш ішінде үш өткізгіш ... ... деп ... ... ... А-анод, Г-галбанаметр,
тізбектегі токтың шамасын анықтайды, V-вольтметр.
R–айнымалы кедергінің көмегімен U-кернеудің шамасын өзгерте аламыз. UA-
ток көзінің көмегімен тор және анод ... ... ... ... ... көзі катодтың температурасын өзгертеді. Катодты қыздырған
жағдайда термоэлектронды эмиссия құбылысының нәтижесінде одан ... ... Бұл ... ... пен ... ... потенциялдың
әсерінен үдей қозғалады. Осы үдей қозғалған электронды тормен анодтың
арасында оны тежейтін шамасы ... ... ... ... ... ... ... анодқа жеткен электрондар, тізбекте ток тудырады.
Ол ... ... ... арқылы анықтаймыз. Катодпен ... ... ... арттыра беретін болсақ, анодтағы ... арта ... Ал ... U=4,9 В. ... кезде ток өзінің максимум
шамасына жетіп, кейіннен лезде ... ... одан әрі ... ... ... токтың шамасы тағы да артып
кернеудің U=9,8 В. мәнінде тағы да өзінің максимум мәніне жетеді. Одан ... ... ... ... ... U=14,7 В. мәнінде де қайталанады.
Токтың ... ... ... болуы, энергиялық деңгейінің үздікті
болуынан атом энергияны ... бір ... ғана ... ... ... үшінші стационар күйлердің энергиясы.
Электронның энергиясы -ге тең болған кезде, электрон мен ... ... ... ... Ол ... -ге тең, ... ары қарай аз жылдамдықпен қозғала береді. Мұндай жылдамдығы аз
электрондар ... ... ... ... ... ... шамасы
азаяды. , , .
Энергиясы осы ... ... ... ... анод арасына
келіп түссе, тор мен анод ... ... ... өтіп ... ... ... ... -энергиясын алған атомдар
қоздырылған күйге көшеді. Атом осы күйде~10-8 с. болады. Одан ол ... ... ... ... энергия шығарады. Осындай жағдай кернеудің
мәндерінде қайталанады.
Шығару және жұтылу спектрлерi. Спектр ... ... ... ... және ... тәрiздi құбылыстар кезiнде ақ
жарықтың бiрнеше түске жiктелетiнi тәжiрибеден белгiлi. Дисперсия құбылысын
пайдалана ... ... ақ ... ... ... Тәжiрибе жалпы
спектрлердi мынадай бiрнеше топқа бөлуге болатынын көрсеттi : тұтас спектр,
сызықтық сектр және жолақты ... ... ... ... ... және ... газды жоғарғы
температураға дейiн қыздырған кезде бередi. Тұтас спектр шартты түрде жетi
түске ... : ... ... ... жасыл, көгiлдiр, көк және күлгiн. Бұл
түстердiң арасында айқын шекара жоқ. Бiр түс ... ... ... ... ... болуы оның құрамында барлық толқын ұзындығындағы
жарықтың бар екенiн көрсетедi. Бұлай болуының басты ... ... ... ... ... ... ... Осы күштi ... ... атом ... ... ... ұйытқып, бiр-бiрiмен
тұтасып кетедi.
Сиретiлген газды жоғарғы температураға дейiн қыздырып, спектроскоп
арқылы ... ... ... ... спектрдi байқаймыз. Мұндай
сызықтық спектрдiң байқалуы жарық шығарып тұрған зат осы ... ... ... ғана ... шығарып тұрғанының дәлелi. Бұл спектрлердi
газдың жекелеген атомдары шығарады. Газ жақсы сиретiлген ... ... ... ... десе де ... Ал ... ... болуы және бұл сызықтарға сәйкес келетiн жиiлiктiң мәнi ... ... ... ... ... ... тығыздығын бiрте-бiрте арттыратын
болсақ, онда спектр сызықтарының енi бiрте-бiрте ... ... ... бiр байқалатын спектрдiң түрi жолақ спектрлер. Олар аралары бiр-
бiрiнен бөлiнген енi едәуiр үлкен ... ... ... ... ... ... жеке жолақтарды қарайтын болсақ, олардың
өте тығыз орналасқан жеке сызықтардың жиынтығы ... көз ... ... ... жеке ... ... ... жолақ спектрлердi
бiр-бiрiмен байланыспаған немесе әлсiз байланысқан молекулалар ... 1.6. ... ... ... кезге дейiнгi қарастырғанымыз жарықтың шығару спектрлерi (Сурет
1.6.). Жарықты атомдар тек ... ... ... қана ... ... осындай жиiлiктерде жұтады да. Мысалы, ақ ... ... ... ... шығарып тұрмаған газ арқылы жiберетiн болсақ, жарықтың
үздiксiз спектрiнiң ... қара ... ... ... Бұл ... ... 1.7.).
Сурет 1.7. Жұтылу спектрлерінің схемасы.
Сызықтық спектр оны шығарып тұрған атомның ... ... Ал ... ... ... ... ерекше, олай болса әрбiр
заттың ... ... де ... Бұл ... ... спектрiн зерттей
отырып, оның ... ... ... ... ... Бұл ... сараптау деп атайды [9,134 б].
1.3 Радиоактивтілік
1896 жылы А.Беккерель уран тұздарының белгісіз сәулелер шығаратынын
тапты. Бұл белгісіз ... ... ... ... өз ... және тұрақтылығы. Сыртқы факторлардың, яғни ... ... ... ... Жүргізілген зерттеулер
нәтижесінде, белгісіз сәулелердің жұқа ... ... өтіп ... ... ... бар ... анықталды. Атомдардың ядроларының
өз бетімен екінші бір атомдардың ядроларына ... ... ... ... ... ... ... деп аталады. Осы
процесс кезінде орнықсыз ... ... ... артық энергиядан арылып,
орнықты радиоактивтілікті табиғи деп атайды. Ал ядролық реакциялардың
көмегімен алынатын ... ... ... ... саналады.
Табиғи және жасанды радиоактивтіліктер арасында ешқандай ... жоқ. Екі ... да ... ... заңдылықтары
бірдей.
Ең алғашқы байқалған радиоактивтілікте (мұны 1896ж. француз ғалымы А.
Беккерель ашқан) ... бір ... ... ... оңай айналатын қабілеті
бар екендігін көрсетті. Радиоактивтілікті зерттеуге зор үлес қосқан француз
ғалымдары ... Кюри ... және Пьер Кюри ... ... ... ... жаңа элементтер табылды. Бұл элементтердің ... ... ... шығаратыны анықталып, сәуле шығару
интенсивтігі ураннан гөрі ... ... Жаңа ...... ... ... деп атады. Сонымен, өздігінен сәулелер шығаратын заттарды
радиоактивті заттар, ал сәуле шығару құбылысын–радиоактивтілік деп ... ... ... ... бір атом ядроларының сәулелер
шығарып өздігінен басқа элементтердің ядроларына айналу құбылысын ... ... ... ... ... элементтердің шығаратын
сәулелерінің біртекті сәулелер емес екені анықталды. ... ... ... сәулелер үш бөлікке бөлінді. Ол сәулелер , ... ... ... 1.8. ... ... ... радиоактивті сәулелер схемасы.
Табиғатта радиоактивті элементтер тау жыныстарында (1 тонна ... ... 10г ...... және 1,3 мг ... бар), жер қыртысында,
мұхит суларында, теңіздер мен өзендерде және ауа атмосферасында, сол сияқты
метеориттерде де бар ... ... ... ... ... заттардың сәуле шығаруы табиғи радиоактивтік фонды ... ... ... ... т.б. ... ... ... етпейді. Радиоактивтілік химиялық реакциялар процесі кезінде де
өзгеріске ұшырамайды. Бұл ... ... ... ... ... ... тек ... процестермен
анықталатынын көрсетеді.
Радиоактивті ыдырау кезінде пайда болған ядрода радиоактивті болады.
Ыдырау процесі тізбекті ... ... ... ... ақыр соңында
тұрақты изотоптың түзілуімен анықталады. Әрбір аралық ядроның өзінің ыдырау
жылдамдығы болады. Осындай ... ... ... ... ... ... тұқымдар деп атайды. Табиғи уран
тізбектің басынан 15 түрленулер (уран тұқымдарын) беріп, ең соңында орнықты
қорғасын изотобына ... Сол ... ... тұқымдарды торий
және антиноуран - те түседі.
Радиоактивтік процестер санына ... ... 1) ... 2)
- ... ... ішінде электрондық қармалау), 3) ядроның -сәуле
шығару, 4) ауыр ядролардың өздігінен бөлінуі, 5) протондық ... ... ... ... ... сәуле шығарудың
интенсивтілігі уақыт өткен сайын нашарлай береді. ... ... ... ... ... ... кеш ... мүмкін, сондықтан
қарастырылатын ядроның дәл қай уақытта ыдырайтынын алдын-ала айту ... ... ... саны өте көп болғанда, ыдыраудың статистикалық ... ... ... өте аз dt ... ... ыдыраған ядролар
саны dN, ядроның барлық саны N-ге және осы dt ... ... ... ... ... затқа тиесілі константа, оның ыдырау
тұрақтысы деп атайды. Минус таңбасының алынуы dN ыдырамаған N ... деп ... үшін ... -шамасы уақыт бірлігінде
ядролардың ... ... ... көрсетеді, былайша айтқанда 1 секунттағы
ядроның ыдырау ықтималдығын сипаттайды.
(1.26) теңдеуіндегі айнымалыларды бөліп интегралдаймыз, сонда
(1.27)
Немесе
(1.28)
Осыдан
(1.29)
Мұндағы ... ... ... ... ... N–t ... ... ядролар саны. (1.29) өрнегі ядролардың радиоактивті
түрленулерінің заңдылығын сипаттайды. Бұл заң өте ... ... саны ... ... ... ... өзгереді.
Уақыт аралығы t болғанда, ыдыраған ядролар саны мынадай өрнекпен
анықталады:
(1.30)
Радиоактивті препараттың толық ыдырауы шын ... өте ... ... ... ыдырау жылдамдығы Т-жарты ыдырау периодымен
сипатталады.
Ядроның алғашқы ... ... ... ... жарты ыдырау
периоды (Т) деп атайды. (Сурет 1.9.). Бұл ... мына ... ... 1.9. Ядро ... жартысы ыдырайтын уақыттың жарты ыдырау
периоды кезіндегі схемасы.
Бүгінгі күнге дейін бізге белгілі радиоактивтік ядролардың ... ... -7 ... 15 жыл ... ... радиоактивтік ядроның орташа өмір сүру уақытын анықтайық. (1.31)
өрнегіндегі модуль ... ... t және ... ... ... ... ... ядролар саны ... ... ... өмір сүру ... t-ға тең. ... барлық бастапқы
N0 ядролар санының өмір сүру ... ... tdN(t) ... ... Осы қосындыны ядролар саны N0-ге бөлу ... ... ... өмір сүру ... ... ... өрнегіндегі N – ді N(t) – нің орнына қойсақ, сонда
(1.34)
( айнымалы шамаға ... және ... ... жүргіземіз).
Сонымен радиоактивті ядроның орташа өмір сүру уақыты ... кері шама ... ... екен
(1.35)
(1.34) теңдеуімен салыстырсақ Т жарты ыдырау периоды - дан ln-ге тең
көбейткішпен ғана айырмашылығы бар екендігі ... ... ... 2.72 есе ... көрсететін уақыт саны -ға тең, яғни ... ... ... 60% - дан артығы ыдырайды (Cурет 1.9.).
Радиоактивті препарат ... ... ... ... ... ... А ... (активтілігімен) сипатталады.
(1.36)
Өршігіштігінің уақыттан тәуелділігін (28) және (29) ... ... ... өршігіштігіде радиоактивтік ядро саны ... ... ... және -те олда 0-ге ... 1
секунтта, радиоактивтік препараттың 10 ... ... ... (1Ku = 10 c-1).
(1.37) теңдеуінен өршігіштік атомның тегінен ғана ... ... ... N ... да ... екені көрінеді.
Егер бір препараттың әртүрлі массасы болса, онда олардың ... ... ... Егер ... да ... ... ... ортаның бөлігі,
механизмдер және т.б.) радиоактивтілікпен ластанған болса, онда адамға ... ... бір ... ... ... ... яғни бұл ... адам өміріне қауіпсіздік жағдайға Ақ- ға жетеді, демек,
(1.38)
Осыдан уақытын анықтаймыз, сонда
(1.39)
Тез ыдырайтын изотоптар үшін -дың кіші ... ... ... ... ... (Бк) ... ... радиоактивті
ядролық изотоптың өршігіштігі 1 секундта бір ыдырауға ... ... ... тең ... 400 ... ... ... адам препаратпен еш
қорқынышсыз жұмыс істеуге болады. Бк ... ... ... ... Ал егер Бк ... (радиоактивтілігі үлкен камераларда),
онда сақтану ережелерін өте мұхият орындауды қажет етеді.
Практикада қолданылатын ... ... өте ... ... ... ... - дің ... 107 Бк болса, оның
массасы небәрі 10-8 г шамасында.
Радиоактивті құбылыс ашылған соң көп кешікпей, ... ... ... ... шығатыныны, ол сәулелердің заттардан өту қабілеті түрліше
екені және ... ... ... бар ... ... Оның бірі -
сәулелері деп аталды. Альфа сәулелері магнит өрісінде, оң зарядталған
бөлшектер ... ... ... ... бұрылды. Екіншісі, -сәулелері,
олар магнит өрісінде теріс бөлшектер ағыны бұрылатын бағытқа бұрылды, ең
соңында, ... ... ... түрі, -сәулелері магнит өрісіне
ешқандай сыр бермейді, яғни ешқандай бағытқа ... ... бұл ... өте ... ... ұзындықты (103-нен 1 А0- ... ... ... анықталды.
Тәжірибелердің қорытындыларына қарағанда радиоактивті сәулелердің
бәрінің де
а) белгілі бір ... ... ... ... бар, ... ... ... өзі тесіп өтетін газдарды, кейде конденсацияланатын ... ... ... ... және ... флуоресценттік жарқылын
тудырады [11,152 б].
Альфа ыдырау. Радиоактивті -ыдырау массалық саны А200 және
заряды Z82 ауыр ядролардың ... ... ... Ауыр ... екі протоннан және екі нейтроннан тұратын ... ... ... Ол ... ... гелий ядросының ағыны
болып саналады. Ыдырау мына схема түрінде жүреді;
(1.40)
Х-әріпімен ыдырайтын (аналық) ядроның элементтінің ... ... ... ядроның элементінің символы белгіленген. Альфа ыдырау
көбінесе туынды ядроның ... ... ... Схемаға
қарағанда, бастапқы ядро ... ... ... ядроның атомдық
нөмері 2-ге, ал массалық саны 4-ке ... ... ... ... ... ... ... уран изатобын қарастыруға болады
(1.41)
Ыдырайтын ядродан -бөлшектің ұшып шығу жылдамдығы өте үлкен
(~109cм\с; кинетикалық энергиясы ... ... МэВ). Зaт ... ... ... зат молекулаларын иондауға өзінің энергиясын ... ... ол ақыр ... тоқтайды. Ауада қос ион түзу үшін ол, ... ... 35 эВ ... ... ... -бөлшегі өзінің
жолында жобалап есептегенде, 105 қос ... ... ... ... ... ... ... сайын, оның тоқтағанға дейін жүріп
өту жолы да азаяды. ... ... ... ... ... жүріп
өтуі бірнеше см болса, онда қатты денелерде бұл сан 10-3 ... ... ... ... да ... қалады).
Альфа бөлшегінің кинетикалық энергиясы, аналық ядроның ... ... ... ... энергиясы және альфа бөлшектің
энергиясының қосындысынан артық болуы ... ... Бұл ... ... ... туынды ядроның тыныштық энергиясы және ... ... ... ... ... ... ... Бұл артық энергия
-бөлшек пен ... ... ... ... ... ... болатын жағдайда таралады. Радиоактивті зат ... ... ... ... ... ... болады. Көпшілік
жағдайда радиоактивті зат энергиялары түрліше болатын бірнеше, бір-біріне
жақын -бөлшектер тобын шығарады. ... ... ... ядро ... ғана пайда болмайды. Ол қозған күйдеде пайда болады деп саналады.
Сурет 1.10-да ядроның ыдырауы кезінде шығарылатын ... ... ... ... ... болуы) әр түрлі топтарының пайда болуын
түсіндіретін схема келтірілген. Схеманың сол жағында туынды ядро -дің
(талий-208) энергиялық деңгейі ... ... ... күйі ... алынған. Аналық ядроның тыныштық энергиясының қалыпты жағдайдағы -
бөлшек пен туынды ядроның тыныштық энергияларынан ... 6,203 ... Егер ... ядро ... ... ... ... онда барлық бөлінетін
энергия кинетикалық болады, демек, -бөлшектің үлесіне төменде
келтірілген
МэВ
Энергия ... (бұл ... 0 ... ... 1.10. ... ыдырауы кезінде шығарылатын -бөлшектердің әр
түрлі топтарының пайда болуын түсіндіретін схема.
Егер қалыпты күйдегі энергиядан энергиясы 0,617 ... ... ... ... ... күйде пайда болса, онда бөлінетін энергия шамасы 6,203-
0,617=5,586 МэВ болады. Соның ... ... ... ... (5-ті топ ... ... ... Альфа нөл (0)-үшін
бөлшектердің салыстырмалы саны 27%, 1 үшін 70%, тек 5 үшін ... Ал 2, 3, ... ... саны өте аз ... ... ... үшін қозу күйінің орташа өмір сүру уақыты
10-8-10-15 с-қа дейінгі аралықта. Орташа уақытына тең ... ядро ... ... ... ... фотонын шығарып, одан да
төмен қозған күйге ... ... ... алты ... ... -
фотондарының шығарылуы көрсетілген. Сонымен біз ... да, ... де атом ... ... күйінде болмайтындығын, оларды
радиоактивті ядро ыдыраған кезде шығаратынын көрдік. Ядроны тастап шыққан
-бөлшегінің ... ... 6 МэВ ... ... ол ... ... ... орташа энергиясынан көп болатын потенциялдық
тосқауылға кездеседі ... ... 1.11. ... тастап шыққан -бөлшегінің орташа алғанда 6 МэВ
энергиясы болып, потенциялдық тосқауылға ... ... ... нөлге қарай түсіп бара жатқан асимптотасы -
бөлшек пен туынды ... ... ... ... ... ... ішкі жағы ... күштермен сипатталады. Ауыр ... ... ... ... ... ... ... ұшып шыққан -бөлшектерінің энергиясы, тосқауылдың
биіктігінен анағұрлым аз екендігін көрсетеді. Классикалық көзқарас ... ... ... өтіп кетуі мүмкін емес, яғни бөлшекті
тосқауылдың екінші ... ... ... ... тең. Ал ... ... ... ретінде қарап, оның тосқауылдан өтіп кету
ықтималдығы нөлден өзгеше екенін дәлелдеген. Бұл ... ... ... ... үш түрі ... Оның бір түрленуге
ұшыраған ядро, электрон ұшып шығарса, екінші жағдайда позитронды ұшырады,
үшіншісінде электрондық ... деп ... ... ядро ... бір ... ... сол сияқты L және M қабықшаларындағы
электрондарды жұтады, бірақ ол сирек болады (-қармалаудың ... ... ... ... М-қармалау дейді).
Ыдыраудың бірінші түрі (-ыдырау немесе электрондық ыдырау) ... ... ... ... ... ... ... туынды ядроның атомдық
нөмірі бірге артық та, екеуінің де массалық сандары бірдей. ... ... ... да ұшып ... ... ... ... да алады. Мұның шығу механизмі де
-ыдырау кезіндегі сияқты, яғни туынды ядро қалыпты жағдайда ғана пайда
болып қоймайды, ол ... ... де ... болады. Одан әрі төменгі
энергиялық күйге өткенде, ядро -фотондарды ұшырып шығарады.
Торийдің ... ... ... мен ... ... осы ... мысалы бола алады.
(1.43)
Сурет 1.12. Ядроның ыдырау кезінде шығарған электрондарының энергиялық
спектрі кезіндегі ... ... ... 0-ден ... ... әр ... ... болады. Ядроның -ыдырау кезінде
шығарған электрондарының энергиялық спектрі ... ... ... ... ... ұшып ... электрондардың жалпы санын
береді. Мұндағы dN дегеніміз dW энергия интервалындағы электрондар саны.
энергиясы ... ... ... және ... ядро ... ... ... Сондықтан да электронның W энергиясы -нан
кіші болатын ыдыраулар кезінде, энергияның ... заңы ... ... ... -W ... ... кету себебін түсіндіру
үшін 1932 ж. В. Паули ... ... ... қатар әлі бізге
белгісіз, өзімен ... -W ... алып ... бөлшек болуы керек
деген болжам айтты. Ондай бөлшектің ... қиын ... ... ... өте аз деп түсіну керек (қазіргі кезде бұл бөлшектің
тыныштық ... нөл ... ... Э. ... ... ... бұл
гипотетикалық бөлшекті нейтрино (кішкене нейтрино деген сөз) деп аталады.
Сонымен -ыдырауда, тағы бір ... ... ... ... заңы ... етеді. Бұл бөлшекке ½ (немесе 3/2) спинін жазуымыз
керек. ... ... ... ... антинейтриноның) спині ½-ге
тең болып ... [12,123 ... бар ... тек 1956 ж. Тәжірибе жүзінде дәлелденді.
Ыдыраудың екінші түрі ... ... ... ... ... ... ... көміртегіге түрленуін қарастырайық
(1.45)
(1.43) схемада туынды ядроның атомдық нөмірі аналық ядронікінен бірге
кем. Демек, (1.44) ... ... ... ұшып ... екі ... ... шығарылатын бөлшектерге қарсы антибөлшектер болады. Осы -
ыдырау процесі кезінде бастапқы ... ... бірі ... ... болып көрінеді.
(1.46)
Бета ыдыраудың үшінші түрінде ядро өз атомының бір К-электронын жұтып
қояды. Соның нәтижесінде ... бірі ... ... ... ... ядро қозған күйде болуы мүмкін. Одан әрі ол ... ... ... ... ... ... электронның қармалануы нәтижесінде ... ... ... ... келетін электронмен толтырылады, соның
нәтижесінде, рентген сәулелері пайда болады. ... ... ... шығуынан барып білуге болады. Дәл осындай жолмен ... ... 1937 жылы ... ... ... ... ... түрi болып табылмайды.
Әдетте γ-сәуле шығару альфа және ... ... ... ... ... еншiлес ядро әдетте қозған күйде болады.
Ал ол қозған күйден негiзгi күйiне ... ... ... ... ... ... атом тәрiздi өзiнен ... ... ... бұл ... атом ... ... энергиясынан әлде қайда үлкен
болады.
Радиоактивтi сәулелердiң биологиялық әсерi. Биологиялық қорғаныс.
Радиоактивтi сәулелер өздерi түскен затқа, әсiресе тiрi ... ... әсер ... ... сәулелердiң организмге әсерi оларда бос
химиялық радикалдардың пайда ... және ... ... Ал бұл өте ... Ол ... ... немесе қатерлi iсiкке алып
келуi мүмкiн. Иондаушы ... ... ... ... деп ... ... бағаланады. Сәулелену дозасы D деп сәулелену ... ... ... ... ... Доза бiрлiгi ретiнде грей
деп аталатын шама алынады. Грей деп массасы 1 кг денеге 1 Дж ... ... ... сол затқа жұтылған энергияға тең болатын шаманы айтады.
Жұтылған сәуле дозасының сәулелену ... ... ... ... деп ... Иондаушы сәулелердiң кез-келген затқа әсерi бәрiнен бұрын
атомдар мен ... ... ... ... иондаушы
сәулеленiң сандық өлшемi ретiнде экспозициялану дозасы деп аталатын шаманы
алады. Ол иондаушы сәуленiң ауаға әсерiмен анықталады, яғни ... деп ... ... ... ... ... ауада туындылатын
бiртектi зарядтардың сол ауа массасына қатынасын айтады.
(1.49)
Күнi бүгiнге дейiн экспозициялау дозасының ... деп ... тыс ... ... ... ... доза ... бiрдей
болғанымен әртүрлi сәулелердiң биологиялық әсерi әртүрлi болады. Мысалы
альфа-сәуленiң 1Гр-нiң тiрi организмге ... ... 20 ... ... Әртүрлi сәулелердiң әртүрлi биологиялық әсерi k-сапа
коэффициентiмен сипатталады. Жұтылған ... сапа ... ... доза Н деп ... . Эквиваленттi дозаның
өлшем бiрлiгi зиверт (Зв). ... ... ... ... ... ... клеткадағы атомдар мен молекулаларды иондауымен
байланысты. Бұл сәуленiң тiрi клеткаға ... бiр ... ... ... ... арқылы жаңа клетка пайда болу ... ... ... ... ... салысымен бiлiнсе, кейбiрi ... соң ғана ... ... ... ... ... ... адам
лейкоздан орташа алғанда 10 жылдан ... ... ... Iсiк ... ... ... ... мөлшерiне пропорционал. Иондаушы
сәулелердiң биологиялық әсерi және олардың адам өмiрiне қауiпсiз дозасы
жөнiндегi мәселе Жер ... ... ... ... ... болуымен
байланысты. Бұл радиация Жер бетiнде саналы өмiр қалыптаспай тұрып та
болған. Бүкiл өмiр ... осы ... ... ... ... ... фон ... радиация адам өмiрiне ешқандай қауiп
тудырмайды. Радиацияның ... фоны бiр ... Жер ... элементтердiң ыдырауымен екiншi жағынан ғарыштан келетiн
сәулелермен байланысты. ... ... ... ... артуына ядролық
жарылыстардың да әсерi мол. Кейбiр мамандық иелерi өз ... ... ... ... ... әсерiне ұшырайды. Олар, ... ... атом ... ... ... ... Сондықтан, сәулеленудiң адам өмiрiне қауiпсiз деңгейiн анықтау қажет
болатын. Оның мәнi бiр жыл үшiн 50 ... ... ... ... ... ... ... ыдырау заңы
деп радиоактивтi ядролардың санының уақыт бойынша өзгеру заңдылығын айтады.
Бұл заңды оңай анықтауға болады. ... егер ... да бiр ... ... ... саны N ... онда dt уақыт аралығында
ыдырайтын ядролардың саны dN ... тең ... ... ... dN-дi ... ... өсiмшесi ретiнде
қарастырумен байланысты. Ал λ, ... ... ... ... аралығында
ыдырау ықтималдылығы. Оны әдетте ыдырау тұрақтысы деп атайды. Бұл өрнектi
интегралдай отырып
(1.51)
аламыз. Бастапқы t=0 ... ... ... ... ... N0 деп ... ... const=lnN0 екенiн аламыз.
(1.52)
Мiне, осы өрнек радиоактивтi ыдырау заңы ... ... ... ... ... ыдырайтын уақытты жартылайыдырау периоды
деп атап, Т1/2 әрiпiмен белгiлейдi. Бүгiнгi ... ... ... ... ... ... -7 с-тан 15 жылға
дейiнгi аралықтағы мәнге ие. Радиоактивтi заттың активтiлiгi деп ... ... ... ... санын айтады, яғни Бұл жерден
активтiлiктiң радиоактитi ... ... ... ... периодына керi пропорционал екенi көрiнiп ... ... ... ... ... ... ... деп 1 с iшiнде бiр ыдырау ... ... ... ... Нақтылы өмiрде активтiлiктiң кюри (Ки) деп аталатын
бiрлiгi жиi қолданылады. Кюри ... 1 с ... ... ... ... ... алынған [13,99 б].
2 АТОМ ЯДРОСЫНЫҢ ЭНЕРГИЯСЫ
2.1 Ядролық күштер және оның ... ... өте ... ... ... күші ... ... күші нуклондарды бір-бірінен қашықтықта ... ... ... ... ... ... ... күшті
өзара әсерлесулер деп атайды. Енді осы ядролық өзара әсерлесулерді ядролық
күштер өрісінің көмегімен ... Ол үшін осы ... ... ... ... күштер қысқа әсерлесушілер болып табылады. Олардың
әсерлесу радиусының реті см. Осы ... аз ... ... ... ... ... ... өзара әсерлесу нуклондардың зарядтарынан тәуелсіз.
Протондар мен ... ... ... ... ... нейтрондардың арасында әсер ететін ядролық
күштердің шамалары бірдей. Ядролық күштердің мұндай ... ... днп ... ... ... нуклондардың спиндерінің өзара бағытталуынан да
тәуелді. Мысал үшін, егер ... мен ... ... ... параллель болса, онда екеуі бірігіп, сутегінің ауыр ... ... ... ... ... ... Оларды нуклондардың орталығын
қосатын түзудің бойымен бағытталған деп көзге елестетудің еш
мүмкіндігі жоқ. ... ... ... ... ... ... ... бағдарлануынан тәуелді
болуынан келіп шығады.
5. Ядролық күштердің қанығу қасиеттеріде бар. ... ... ... саны ... ... ... өзгеріссіз өспей тұрақты болып қалуынан. Сонымен
қатар, ядролық күштердің қанығуының болуының тағы бір ... ... оны ... ... ... пропорционалдығы.
Қазіргі таңдағы көзқарас бойынша, күшті өзара әсерлесулердің болуы
мезондар деп аталатын ... ... ... ... ... ... аса шеберлікпен алмасу процестерін жүргізу болып
табылады.
1934 жылы ... ... И. Е. Тамм ... ... ... ... бір виртуальдық бөлшектер арқылы беріледі деген болжам
айтқан болатын. Ол кезде ... ... ... ... ... ... болатын. Ең ауыр деген бөлшек элекьронның толқын ұзындығы
см ... Бұл ... ... әсер ету қашықтығынан 100 есе көп
сан. Сонымен қатар, ... ... ... виртуальды электрондарға
байланысты күштің шамасы шектен тыс аз болып шықты. ... ... ... ... виртуальдық бөлшектермен нуклондар арасында
алмасу жүреді деген пікір дұрыс болмай қалды.
1935 жылы жапон физигі Х. Юкава табиғатта әлі ... ... ... ... ... 200-300 есе ... ... болуы керек және ол
электромагниттік өзара әсерлесулерді тасымалдаушы ... ... ... ... тасымалдаушының рөлін атқарады деп, өте батыл болжам
айтқан болатын. Юкава бұл ... ... ауыр ... деп ... Бұл ... ... ... шамаларына қарай электрондар мен
нуклондардың аралығында орын алғандықтан, олар ... ... ... ... ... сөз) деп ... ... Ядролық өріс ядролық күштерді
туғызады. Юкаваның болжамы бойынша ... екі ... ... ... ... арқылы жүреді. Бұл бөлшектің атының өзін
«мезо», яғни «орта», аралық деген сөзден шыққан. Массасы ... ... ... ... ... ие ... Ойша, ядро ішінде жүретін
мынадай ... жай ... ... ... ... 2.1. Ядро ... ... процестің жай моделінің схемасы.
Егер протон мезонды шығарса оны нейтрон жұтып алады да ... ал ... ... ... ... ... Екі ... -бөлшекпен алмасу үздіксіз ... ... ... ... «өмір сүруі» уақыт бойынша шектелген. Өмір ... табу үшін ... ... әсер ету ... оның ... ... ал жылдамдығы жарық жылдамдығы с-ға тең деп аламыз, ... ... ... ... ... , ... шығып екінші нуклонға қарай жол жүргенде системада энергия
бойынша анықталмағандығы пайда ... да, оған ... ... ... m. Ол массаны былай есептеуге болады:
, ... ... ... ... бөлшектің массасы
(2.3)
сандық мәнін қойсақ
кг,
немесе электрон массасымен алсақ,
электрон массасы.
Сонда протон мен ... ... ... ... -мезонның
электрон массасынан 276 есе ... ... ... ... ... күрделі.
Ядролық күштердің мезондық теориясы бойынша әрбір нуклон ... және оны ... ... бұлттан тұрады. Мезондық бұлт бейтарап
-мезон, ... және ... ... ... ... жоқ ... да ... моменті () болса, ал заряды жоқ
нейтронның да магниттік моменті бар . Нуклондардың арасында әсер ... осы ... ... ... ... ... болады.
1936 жылы Андерсон мен Неддермейер ... ... ... 207 ... ... тапты. Алғашқыда, бұл бөлшектерді Юкава
болжап айтқан өзара әсерлесулерді тасымалдаушы -мезондар ... ма ... ... да ... Алайда, кейіннен анықталғандай
мюондар нуклондармен өте әлсіз әсерлесетін болып шықты, ... ... ... ... әсерлесулерге ешқандай қатысы жоқ ... ... жылы ... және ... ... ... құрамынан мезондардың
тағы бір түрін -мезондарды немесе пиондарды ашты. Бұл бөлшектер ... жыл ... ... ... ... ... күштерді тасымалдаушы бөлшектер
болып шықты [14,97 б].
2. 2 Ядролық реакциялар
Ядролық реакция деп-атом ядросының элементар ... ... ... ... ... әсерлесуін, соның нәтижесінде ядроның түрлену процесін
айтады. Реакцияға түсетін бөлшектердің өзара ... олар 10-13 ... ... жақындағанда, ядролық күштердің әсерінен болады.
Ядролық реакциялардың ең көп ... ... ... ... ... Х ... ... соның нәтижесінде b жеңіл бөлшегін Y
ядросын түзуі
(2.4)
Мұндай реакцияның теңдеуін қысқартып, былай жазу ... ... ... ... ... ... бөлшектер,
біріншісі бастапқы бөлшекте, екіншісі соңғысы.
Жеңіл бөлшектердің a және b–нің орындарын ядролық реакцияларда нейтрон
(n), протон (p), дейтон (d), ... (), ... ... ... ... ... жұту не шығару процестері жүріп жатады.
Шығарылған энергияның санын реакцияның энергиясы деп ... Ол ... ... ... массалар айырымымен (өлшемі энеригия бірлігімен)
анықталады.
1936 ж. Н. Бор баяу бөлшектермен жүретін ядролық ... екі ... ... ... деп қорытынды жасады. Бірінші сатыда Х ядроға жақын
келген бөлшегінің ... А ... ... ... болуы. Аралық
ядроны құрама ядро немесе компаунд-ядро деп атайды. Жеңіл бөлшегі
әкелген ... (ол ... ... ... және ядроның
байланыс энергиясының қосындысынан тұрады) өте аз уақыт ішінде ... ... ... ... ... ... ... бұл ядро
қозу күйіне көшеді. Екінші сатысында құрама ядро b ... ... ... мұндай екі сатылы өтуін мына түрде жазады
(2.6)
Егер қашып шыққан бөлшек қармаланған бөлшекпен теңбе-тең (b=a) ... онда (2.6) ... ... деп ... ... осы ... ... энергиясы a бөлшегінің энергиясына () тең болса, онда
шашырауды ... ал ... ... ... ) ... ... Ядролық реакция, егер b бөлшегі бөлшегіне тең болмағанда да
орындала береді.
Энергиясы 1 МэВ болатын нуклонға ... 109 см\с ... ... ... тең қашықтықты (~10-12см) өту үшін қажетті ... ... ... уақыт (немесе ұшудың ядролық уақыты) деп атайды.
Оны былай ... ... ... ... (), ... ... ... өмір сүру
уақыты (10-14-10-12 с-ке тең) өте көп ... ... ... ... ... ... ... (яғни оның b бөлшегін ұшырып шығаруы),
ядролық реакцияның бірінші ... ... ... ... болып табылады.
Жылдам нуклондармен және дейтрондармен жүретін ядролық реакцияларда
аралық ядролардың ... ... ... ... ... ... ... әсерлесулер деп аталады. Ядро мен дейтронның центрлік емес
соқтығысулары кезінде, бақыланылатын реакцияның тоқтап қалуы әдетте ... ... ... болады. Осындай соқтығысулар ... ... бірі ... ... ... зонасына түсіп кетіп,
ядромен қармаланады. Сол кезеңде басқа бір ... ... ... әсерінің
зонасынан тыс қалып, ядроның жанынан ұшып өтеді. Бұл реакцияны симболды
түрде былай жазуға болады. (d,p) ... ... қалу ... ... ... ... іліп әкету
реакциясы деп атайды. Ұшып келіп соқтыққан нуклон (n ... p) ... ... (p ... n) үзіп ... бұл ... дейтонға айналады:
(n,d) немесе (p,d).
Сурет 2.2. Нейтрондар жұқа ядро нысанаға сырғылу схемасы.
Ядролық физикада өзара ... ... ... ... ... сипаттау орын алған. Оның мәнәсі мынадай. ... ... ... нейтрондар бірін-бірі қалқаламайтын соншалықты
жұқа ядро нысанаға келіп сырғылсын (Сурет 2.2.). Егер ядро ... ... -ға тең ... ... ... ал ... ... бөлшектерді өте
аз (жоғалып бара жатқандай) қимасы бар қатты шариктер деп ... ... ... ... нысана ядроны соғып өту ықтималдығы мынадай болады
(2.7)
Мұндағы n-ядроның ... ... ... ... ... ядролардың саны, -нысананың қалыңдығы. Айталық, нысананың
бетіне перпендикуляр ... N ... ... ... ... ... уақыт
бірлігі ішінде нысана ядромен соқтығысуға төзетін бөлшектер саны
мынадай өрнек түрінде анықталады
(2.8)
Осыдан
(2.9)
Шын мәнінде, ... ... оған ... ... ... де ... емес. Алайда, соқтығысатын шариктердің ... ... ... ... ... ... үшін, (2.9) өрнегімен
анықталатын шамасын пайдаланады. Мұндағы соқтығысқан бөлшектер
саны емес, ол нысана ядромен ... ... ... ... саны деп
түсініледі. Нысана өте қалың ... ... онда ... ... ... ... ... өте жұқа қабаттарға бөліп, беттен
тереңдігінде (қалыңдығында) орналасқан қабатының ... ... ... ... жазамыз, сонда
(2.10)
Мұндағы тереңдігіндегі бөлшектер ағыны. Біздің минус таңбасын
жазу ... ... dN-ді ... (ол ... ... деп ... отыр. Теңдеуді интегралдағанда, мынаны аламыз
немесе ... ... ... ал ... ... Сонымен,
қалыңдығы болатын нысана арқылы өткен бөлшек ағынының бәсеңдеуін
өлшеп, өзара ... ... ... ... ... ... қимасының бірлігін барн деп атайды
1 барн =10-24 см2.Ядролық реакцияны алғаш рет (1919 ж.) ... ... ... ... ... ... шығаратын -бөлшектерімен
атқылағанда, азоттың кейбір ядролары протон шығарып, оттегі ... ... ... ... қысқаша былай да жазылады
(2.14)
Алғаш рет, 1932 жылы үдетілген бөлшектердің көмегімен жасанды ядролық
реакцияны ... ... ... ... және ... ... Олар ... МэВ энергияға дейін үдетіп барып, ядролық реакцияны бақылады
(2.15)
Мұның қысқаша жазылуы
(2.16)
Зарядты бөлшектерді ... ... одан әрі ... түскен сайын,
жасанды түрде алынатын ядролық түрленулердің саны да арта ... ... ... ... ... өте ... Зарядты
бөлшектерге (p,d,a) қарағанда, ... ... ... күші ... олар өте аз ... бола ... ... бойлап енеді.
Реакцияның тиімді қимасы нейтрондардың энергиясы бола тұра, ядроға ... ... ... ... ... ... кішірейген сайын
арта түседі. Мұны былай түсіндіруге болады. Неғұрлым нейтронның жылдамдығы
аз болған сайын, ол ... ... ... сферасының аймағында ядроға
жақын өткенде, нейтронның ядромен қармалану ықтималдығы өте ... ... ... нейтрондар екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа
баяу нейтрондар жатады. ... ... ... ... ... ... (энергиясына) тең. Екінші тобына ... ... ... ... ... жылулық қозғалысының
жылдамдықтарынан әлденеше есе көп болады. Баяу нейтрондарды жылулық ... олар ... ... ... қолайлы.
Көбінесе жылулық нейтрондармен ядролық реакция жүргенде нейтронды ядро
қармалайды, ... ... атом ... ... саны ... ... изитоп пайда болады. Мысалы, мынадай реакцияларды қарауға болады
(2.17)
Алынған изотоптары радиоактивті, - активті, ал ... ... ... ... нейтронды ядро қармаланғанда,
зарядты бөлшектер-протондар және -бөлшектер шығарылады
,
(2.18)
Жылдам нейтрондармен өтетін ... ... ... ұшып
шығу процесі жүреді. Баяу нейтрондарда ұшып шыққан бөлшектерге ... ... ... аз, ... олар ... ... өтіп кете ... [15,158 б].
Протон-нейтрон реакциясы кезінде, энергиясы 2,2 МэВ болатын -
фотоны ұшып шығып, дейтрон түзіледі.
(2.19)
Баяу нейтрондар алу үшін ... ... ... ... ... дейтерий, бериллий және көміртегі жатады.
(68) өрнегіндегі екінші теңдеу көңіл аударарлық ядролық реакцияның түріне
жатады. ... ... ... ... ... арқылы ауада
үздіксіз жүріп тұрады. Мұнда ... ... ... ... Ол ... жарты ыдырау периоды 5730 жылға ... ... ... ... және ... ... ... де араласады.
Атмосферадағы уақыт бірлігі ішінде ... ... ... + саны орта ... алғанда тұрақты. Ыдыраған ядролар саны
- барлық ядролардың саны N-ге ... ... ... ... өте ... ... төмендегідей шартты
қанағаттандыратын, кәдімгі көміртегі -тің концентрациясы тепе-теңдік
қалыптасады
(2.22)
Арнайы зерттеулерге қарағанда, желдің, мұхит ағыстарының әсерінен, Жер
шарының әр ... ... -тің ... ... жағдайда
болады. Әрбір грамм көміртегіне шамамен минутына 14 ыдырау сәйкес келеді.
Организм тірі ... ... -тің ... ... табиғаттағы
заттардың айналысы есебінен толып отырады. Организм өмір ... оның ... ... ... де ... сондықтан -тің
концентрациясы радиоактивті ... ... азая ... ... ... -тің ... ... (ағашта,
сүйекте және т.б.), оның өлген уақытын немесе жасын анықтауға болады.
Ядролық реакциялар және оның ... ... ... деп-
атом ядроларының ... ... ... элементар бөлшектермен
әрекеттесудің әсерінен жүретін атом ядроларының түрленулері. Берілген
бастапқы А ядро ... ... ... жаңа ядро В және b-бөлшек
түзіліп әр ... ұшып ... ... А (а, а) ... + а *А+а, ... А (а, а) ... ... А (а, b) ... ... бір ... ... ... b1, b2, ... бөлшектер
пайда болуы мүмкін. Бірінші реакция серпімді шашырау реакциясы. Бұл
мезгілде ... ... ... ... ішкі ... және тағы басқа
қасиеттері өзгермейді. Екінші реакция кезінде ядро және соқтығысатын ... А (а, а) А, А (а, b) В ... ... ... ... ... ішкі ... өзгеріске ұшырайды, серпімсіз шашырау
болады. Үшінші реакция кезінде жаңа ... ... ... және ... екі жаңа бөлшек ... ... ... және ... ашқан
реакция:
(2.23)
МэВ-ядролық реакцияның энергиясы. Реакцияға түскен бастапқы және
соңғы жұптардың (қосақтардың) энергияларының айырымына тең. Егер ядролық
реакциялар ... жұту ... ... ... Q0 ... ... ... экзотермиялық реакциялар болып
табылады. Эндотермиялық реакциялар соқтығысатын ... ... ... Е0 ... ... ғана жүре алады. Бұл минимал энергияны
берілген эндотермиялық ... ... деп ... ... адамның қолымен жасалған ядролық реакциялардың
түрлері оң ... ... ... ... ... ... бөлшектердің энергиясына байланысты аз энергияда,
орташа энергияда және жоғарғы энергияда жүретін реакциялар. Энергиясы
аз реакциялар, бірнеше ... ... бар ... ... ... ... ... бірнеше МэВ
энергиялары бар нейтрондардың, зарядталған бөлшектердің және ... ... ... ... ... ... ... мыңдаған МэВ) ядролардың нуклондарға ыдырауына және
элементар ... ... ... ... ... қатысатын бөлшектердің тегіне байланысты
нейтрондардың әсерінен, зарядталған бөлшектердің көмегімен, ... ... ... ... Реакцияға қатысатын атом ядроларының жеңіл ядролардың А < 50, ... 50MB+Mb ... ... ... ... k >1 ... N ... үдей түсетін тізбекті реакция. (k-1)=0, k=1 болса
N=N0, өзін-өзі жүргізетін реакция. (k-1)0 болса, онда k >1 ... да, ... ... ... демек, бұл кезде тізбекті реакцияны үдемелі (дамымалы)деп атайды.
Тізбекті реакцияны басқару үшін уақытын өзгертіп отыру керек.
Біз жоғарыда k>1 ... ... ... қопарылыс болады дедік. Осы
жағдайда атом бомбасының принципі ... Атом ... уран – ... плутоний-239 қолданылады. Бұл аталған элементтермен тізбекті ... ... ... ... массалары кризистік массадан ... ... ... -тің не -дің ... алып ... тұрғызу үшін оны екі ... ... ... ... кіші ... етіп) қояды. Қопарылысты болдыру үшін осы ... тез ... ... ... Бұл ... ... ... 2.5. Тізбекті реакция жүрген кездегі қопарылыс болдыру ... ... ... ... екі ... орнатылған. Уран
кесектері запал (суретте вертикал сызықтармен тиімделген) қопарғыштың
заряды (2) арқылы ... ... ... ... металл корпусы
өте үлкен қысымға шыдайтындай етіп ... Оның ... ... ... ... ... ... қамтамасыз ету және реакцияға қосылмаған
атомдарды өте үлкен күшпен жан-жаққа шашып жіберу ... ... ... (3) уран ... ... реакциясын дамыту үшін
қызмет етеді. Атом бомбасы жарылғанда күшті ауа ... ... ... ... көтеріледі, көз қаратпайтын күшті ... ... ... ... сәуле шығару болады.
Атом бомбасы жарылған кезде жарақаттандыратын негізгі фактор соққы
толқыны болады, ол ... ... ... бастап жан-жаққа дыбыс
жылдамдығынан артық жылдамдықпен таралатын, қатты сығылған ауа алабы ... ... ... ... ... ... элементтердің күшті
иондалған радиоактивті ... ... ... олар ... және ... ... жер бетіндегі нәрселерді, құрылыстарды техниканы және ... жер ... ... ... ... ... жарылыс кезінде пайда
болатын радиоактивтік заттар тез ... ... ... ... ... ... судың өзі бірнеше күннен кейін қауіпсіз болады.
Термоядролық реакциялар. Ядролық синтезде, былайша ... ... бір ... ... ... ауыр ... бөлінгенде босанып
шығатын орасан зор энергия секілді, мұнда да осындай процесс жүреді. Ядроны
синтездеуге өте ... ... ... болғандықтан бұл процесті
термоядролық реакция деп атайды.
Реттік нөмерлері Z1 және Z2 ... ... ... ... ... ... потенциалдық тосқауылдан өтуі үшін өздерінің
қажетті энергиясы болуы керек.
(2.37)
Мұндағы rя – ядролық күштердің әсер ... оның ... –-13 ... Z1=Z2=1 ... ... ... де, бұл ... шамасы мынадай
болады .
Әрбір ... ... ... 0,35 МэВ ... ... 0,35 МэВ-ке
тең орташа жылулық энергияға К температура сәйкес ... ... ... ... ... аз ... да жүре ... Істің
мәні мынада, бөлшектердің жылдамдықтары бойынша кездейсоқ таралулары
кезінде, энергиясы орташа мәнінен асып ... ... ... ... ... қатар, мұндағы ерекше маңыздысы, тунельдік құбылысқа
байланысқа ядролардың бірігуінің жүзеге асу мүмкіндігі. ... ... ... белгілі интенсивтілікпен 107 К темепратураның
өзінде де жүре береді.
Алғашқы термоядролық реакция ... ... ... ... жүргізілген. Осындай бомбада, запал (тұтандырғыш) ретінде жарылған
кезде 107 К температура беретін, атом бомбасы пайдаланылады. ... ... мен ... ядросының () синтезделу реакциясы жүреді [18,33 б].
Сурет 2.6. ... ... ... бомбасының мықты металл қабығы болу керек, оның мөлшері ... ... ... болады. Бұл қабықтың ішінде дейтерий мен
тритийден құралатын сутегі жанарының қоры болады. Оған ... ... ... ... ... ... заряды), бірінен – бірі қашық
орналасқан екі кесегі (А) болады. ... ... ... ... үшін ... ... ... К (тротил) заряды ... ... ... атомдық зарядтар жақындасады. Олар келіп
қосылысқанда атом қопарылысы пайда болады. ... өте ... сол ... сутегі жанарында да қопарылыс болады.
Сутегі бомбасы жарылғанда да, атом жарылысындай жоғары температура,
соққы толқыны және ыдыраудың радиоактивті өнімдері ... ... ... ... ... жоқ, ... оның ... шек
жоқ.
(2.38)
Мұндағы реакция кезінде - бөлінетін энергия, оның ... Мұны ... ... ... онда бір нуклонның үлесіне~3,5 МэВ энергия
тиеді. Салыстыру үшін уран ... ... ... ... шыққан
энергияның бір нуклонға тиетін үлесі~0,85 МэВ болатынын еске салайық. Біз
жоғарыда термоядролық реакциялар өте ... 108-109 К ... ... ... ... Бұл ... ... көзі болып табылатын
Күннің бетінің (Т=7К) ... да асып ... ... ... заттар плазмалық күйде болады. ... сірә ... ... энеригяларын теңгеретін энергия көзі
болуы керек. Күн әр секунд сайын 26 Дж энергия бөліп шығарғандықтан,
оның бірлік массасының ... ... ... 4 дж\(с.кг). Бұл
тірі организмнің зат алмасу кезінде бөлетінм меншікті энергиясының 1%-ын
ғана құрайды.
Күндегі термоядролық ... ... ... ... ... деп ... Онда ... бөлінуі сутегі атомының ядроларының
гелий ядроларына түрленуі есебінен ... Сол ... екі ... ... ... цикл ... екі протон
қосылып, позитрон және электрондық нейтрино шығарып, ... ... ... әрі түзілген дейтрон (дейтерий), протонмен соқтығысып, онымен бір
ядроға бірігеді.
(2.40)
Циклдың жалғасу ықтималдығы энеригя бөлінетін реакция ... ... ... ... ... ... ... көміртегі-азот циклында сутегі ядросы
мен гелий ядросының бірігу реакциясының «катализаторының» рөлін көміртегі
ядросы атқарады.
Циклдің бас кезінде ... ... ... ядросына еніп кетеді
(2.42)
Жарты ыдырау периоды 14 минут радиоактивті азот изотобында
түрленуі жүреді және көміртегі изотобы түзіледі.
(2.43)
Жарты ыдырау периоды 3 мин. ... ... ... позитрон
және нейтрино шығарып, ядросына түрленеді
(2.44)
Цикл шамамен алғанда цикл 100 мың жыл өткенде дейін жүретін ... ... Г. Бете ... болатын. Біз қарастырған соңғы 4 циклда, 4
протон жоғалып, бір -бөлшегі түзілді. ... ... саны ... ... ... ... бұл ... реакцияда катализатордың рөлін
атқарды [19].
Гелийдің бір ... 26,8 МэВ ... ... оны ... грамм-
атомына шаққанда, 700 мың кВт сағат энергия болады. Осы энергияны ... ... ... ... ... біз қарастырған цикл
тұйық және үздіксіз жүріп жатады. Демек, осы циклдің барлық стадиялары Күн
жүйесінде әртүрлі ... ... бір ... бомбасында термоядролық реакция бақылай алмайтын ... ... ... ... үшін белгілі бір көлемде 108К
температураны тудырып және ... тұру ... Өте ... ... ... ... ... айналады. Термоядролық реакцияларды жүзеге
асырудың жолында өте ... ... тұр. ... өте ... температураны
алумен қатар, берілген көлемде плазманы ұстап тұру мәселесі де шешуін ... ... ... ... ... тиіп кетсе-ақ болыд, оның
температурасы ... ... ... ... заттан жасалған ыдыстың
қабырғасы мұндай ... ... ... тез ... ... ... ... плазманы ұстап тұру үшін ... ... тура ... Бұл ... ... ... әсер ... кеңістіктің белгілі бір бөлігінде орналасып шектелген, траектория
бойымен қозғалады.
Термоядролық ... ... ... асырған жағдайда, ... ... ... энергияның мол қоры түсер еді. Сондықтан да,
термоядролық реакцияны басқаруды іске асыру ... ... ... осы ... ... ... ... мәні мынада болып отыр. Гелийді синтездеу үшін сутегі
изотобы 2Н (дейтерий) және 3Н (тритий) керек ... ... ... ... ... суында) өте көп тараған. Тритий болса табиғи күйінде
табиғатта кездеспейді, оны жасанды түрде ... (Li) ... ... қоры
жер жағдайында өте аз. Бәлкім, болашақта синтездеу реакцияларын басқа да
изотоптармен жүргізудің мүмкіндігі туар. Адамның табиғатты ... ... мен ... ... ... ... шек
келтіруге болмайды.
1971 жылы термоядролық синтез реакциясын басқару мәселесін шешудегі
белгілі бір ... ... ... ... ... үшін ... А. ... пен оның бір топ қызметкерлеріне КСРО-ның Меммлекеттік
сыйлығы берілді [20].
Егер жақындатылатын ядролардың қозғалыс ... ... ... ... ... тосқауылдың ені азаяды. Негізінен
біріктірілетін ядролар ... ... ... ... ... ядроның
кинетикалық энергиясын жылу беру арқылы көтеріп, ядролық реакциялар
жүргізуге болады. Бұл ... ... ... ... ... ... Темепературамен кинетикалық энергияның арасындағы байланыс
T= Е (эВ).
Потенциялдық тосқауылдың биіктігі, ... екі ... үшін 1 ... Осы ... теңдікке қойып, температураны тапсақ, Т= К. Бұл ... ... ... ... он миллиондаған температурада
жүреді.
Термоядролық синтез энергиясын лабораториялық жағдайда алу ... 50-ші ... ... ... ... ... ... бөлу реакцияларына қарағанда бірқатар артықшылығы бар. ... ... ... ... ... мысалы дейтерий мұхит ... ... ... ... ... ... мөлшері ядроларды
бөлу кезіндегіден анағұрлым көп. Мысалы, 1 г. ... ... ... кВт сағ., ол 1 г. уран ... ... ... ... 10 есе көп.
Синтез кезінде ядроларды бөлуге қарағанда радиоактивті сынықшалар болмайды.
Бірақ Жерде, лабораториялық жағдайда, термоядролық ... ... үшін ... ... кездеседі. Олар, біріншіден, реакция
жүргізу ... ... ... кеткендей, үлкен температура керек. Мысалы, екі
дейтерий ядросын қосу үшін 350 миллион, ал дейтерий және ... ... үшін 60 ... ... ... ... Екіншіден, мұндай
температураға және осы реакция кезіндегі үлкен ... ... ... жоқ. ... ... плазманы ұзақ уақыт ұстап тұру үлкен
мәселе.
Сурет 2.7. Магнит өрісінің әсерімен плазманы ұстап, сығып териод
түріне келтірілген ... ... осы ... ... жеңу үшін ... ... ... ұстау керек деген. Себебі, плазма дегеніміз иондар ... ... ... ... ... ... үшін магнит өрісінің
әсерімен сығып ториод түріне әкеледі (Сурет 2.7.). Бұл ... тағы ... ... Олар ... ... ... тұру. Себебі плазма формасы біресе жіңішкеріп, біресе жуандап
кетіп, ... ... ... ... ... мыңнан бір бөлігіндей
уақытта бүлінеді. Осы айтылған және де басқа қиыншылықтар плазманы орнықты
және ұзақ ... ... ... мүмкіндік бермей отыр. Бірақ, ... ... ... ... түрінде ұстап тұру үшін істелген ... іске ... ... ... ... ... ... де бар.
Мысалы, АҚШ-тағы қондырғыда 60 миллион градустағы плазманы 0,1 секунд ... ... бар. ... ... ... реакция алу
проблемасы әлі де толық шешілмеген. Бірақ ... ... ... өте ... ... ... ... реакцияларды басқаруды жүзеге
асыратын қондырғыларды ядролық реакторлар деп ... ... ... отын ... ... (немесе байытылған уран изотобы ) ... ... ... ... ... (ол ... ... шамамен 7 эВ болғанда интенсивті ... ... үшін ... ... ... емес ... салып, оларды бір-
бірінен бір шама алшақ қашықтыққа орналастырады, сонан кейін блоктар арасын
нейтрондарды жылулық қозғалысқа ... ... ... ... Уран-
238 ядросының жылулық нейтрондармен бөліну қимасы 200 есе көп (580 барн).
Сондықтан, ... ... ... ... 140 есе көп ... да, ... қармалау бөлінуге қарағанада аз
болады. Міне, осы себептен барлық ... ... ... ... ... ... ... (яғни бірінен кейін бірі туатын
екі ... ... ... нейтрондар санының қатынасы) бірден үлкен
мәндерге жетуі мүмкін.
Нейтрондардың баяулауы серпімді соққылар есебінен жүреді. Бұл ... ... ... ... ... ... қатынасынан тәуелді болады. Егер соқтығысатын екі бөлшектің де
массалары бібрдей болса, онда жоғалатын энергияда ... ... ... ... ... ең ... яғни идеал баяулатқыш құрамында
сутегісі көп кәдімгі су болып ... еді. ... ... ... ... ... ... себебі протондар нейтрондарды жұтып ... ... ... ... ... аз ... және ... шашырату қимасы үлкен болуы керек.
Ең алғашқы уран графитті реактор 1942 жылы ... ... ... Э. Фермидің басшылығымен іске қосылды. Кеңес үкіметінде осы
типті реактор 1946 жылы ... ... ... И.В. Курчатовтың
басшылығымен жасалды.
Алғашқы өндірістік реакторлар атом бомбалары үшін плутонийді өндіруге
арналды. Мұндай реакторларда уран ... ... ... кезінде
шығарылатын нейтрондардың белгілі бір бөлігі тізбекті реакцианың жүруіне
қатысса, қалған ... ... ... ... ... ... ... -дің түзілуіне әкеліп соқты. Уран блоктарында
жеткілікті мөлшерде Pu ... соң, ... ... ... ... одан Pu-ді ... алу үшін химиялық өңдеуге жөнелтіледі [21].
Ядролық энергияны бейбіт ... ... ... рет ... И. В. Курчатовтың басшылығымен жүзеге ... 1954 ... ... қуаты 5000 кВт болатын алғашқы атом электр станциясы ... бар ... баяу ... ... ... ... ... изотоптарды (уран-235 не плутоний-239) отын ... ... ... ... ... ... реакторларды құруға
болады. Мұндай реакторларда нейтрондардың белгілі бір бөлігі уран – 238- ді
плутоний -239-ға түрлендіруге ... ... ... ... ... ... нейтрондармен бөлінуге қабілеті бар жаңадан ... ... ... ... ... ұстап тұру үшін жұмсалған (бөлінген)
ядролар санынан артық болады. ... ... ... ... ... ... қайта онда ядролық отынды көп санды ұдайы өндіру процесі
жүріп жатады. Сондықтан мұндай ядролық реакторларды ...... ... ... ... айтарымыз ядролық реакторлардағы өтетін
жанама процестердің өнімдері көптеген химиялық элементтердің радиоактивті
изотоптары болады, олар ... ... және ... әр түрлі
бағыттарда қолданылады.
Ядролық жарылыстың энергиясын бейбiт мақсатта қолдану мүмкiн емес.
Сондықтан ядролық реакция кезiнде бөлiнетiн ... ... алу ... ... еркiмiзше басқара алатындай болуымыз қажет. Мұндай
басқарылатын ... ... ... ... ... ... деп ... қондырғыда жүзеге асырады. Ядролық ... ... ... мына ... ... көруге болады. Реактордың негiзгi
элементтерi: ... ... ... шағылдырғыш және баяулатқыш,
реакторда бөлiнетiн жылуды ... ... ... жылдамдығын
реттегiш. Реакторлар шабан және шапшаң нейтрондармен жұмыс iстейтiн
реакторлар болып ... ... ... ... ... нейтрондарды
қолданатын реактор. Уран ядросы бөлшектенгенде ... ... ... 1-2 МэВ. Сәйкес олардың жылдамдықтары 107 м/с, ... ... ... деп ... Мұндай энергиядағы нейтрондар 235 U
және 238 U ... ... ... ... Ал ... ... U ... ара салмағы аз болғандықтан нейтрондар негiзiнен 238U уранмен
әсерлеседi де тiзбектi реакция ... ... Ал ... ... ... мӨс) ... ... нейтрондар шабан
немесе жылулық нейтрондар деп аталады. Жылулық нейтрондарды 235 U ядросы
шапшаң ... ... 500 есе ... жұтады. Сондықтан табиғи
уранды шабан нейтрондармен сәулелендiргенде оның көп бөлiгi 238 U ядросымен
емес 235 U ... ... ... ... ... ... асыру
үшiн нейтрондарды баяулату қажет. Реактордағы нейтрондардың жылдамдығын
төмендету үшiн ... деп ... ... ... ... ... үшiн ... атомының массасы нейтрон массасымен
шамалас ... ... ... ... ... ... ... ауыр суды
және графиттi пайдаланады. Тiзбектi реакция өтiп жатқан кеңiстiктi активтi
аймақ деп атайды. Активтi аймақтан ... ... ... қамтамасыз
ету үшiн оны нейтрон шағылдырғыштармен қаптайды. Берилий жақсы нейтрон
шағылдырғыш ... ... ... ... ... ... басқару
бiлiктерi арқылы жүзеге асады. Басқару бiлiктерi ... ... ... бор мен ... қоспаларынан жасалады.
Егер ядролық отын ретiнде уранның 235U изотопымен едәуiр байытылған
отын пайдаланылатын болса, реактор ... ... де ... ... Бұл ... нейтрондардың 238 U ядросымен әсерлесуiнiң нәтижесiнде
мынадай реакция тiзбегi жүзеге асады. Яғни ... 238 U ... ... ... ... плутонийдiң 239 Pu изотопына айналады. Ал
бұл изотоп нейтрондармен әсерлесу тұрғысынан уранның 235 U изотопына ... ... ... ... ... реактор тек 235 U изотопымен
тiзбектi реакцияны жүргiзiп қана қоймайды, ... ... аса ... ... кең ... 238U изотопынан жаңа ядролық отын 239 Pu ... ... ... тек ауыр ... бөлiнген кезде ғана емес,
сонымен қатар аса жеңiл ядролар ... ... де ... ... ... ... ... байланыс энергиясының жеңiл ядролар үшiн
артып, ауыр ядролар үшiн ... ... ... ... ... ... ... бөлiнуiнiң мына жерде келтiрiлген. Бұл
термоядролық реакцияның мысалы ... ... ... Атом ... ... мәселелері.
XX ғасыр тарихта атом ғасыры деген атпен енді. Өйткені ... ... ... тек ... ғасырдың орта кезінен бастап игере бастаған
еді. Өкінішке ... атом адам ... атом ... ... ... адам
баласына қайғы–қасірет, қауіп–қатер алып келгені белгілі. Бұл оқиға 1945
жылғы 6 және 9 ... ... еді. ... ... ... ... және
Нагасаки қалалары үстінде АҚШ–тың алғашқы атом бомбалары жарылып, ... адам опат ... Атом ... тараған радиациадан, басқа да зиянды
әсерлерінен осы күнге дейін адамдар ... ... ... азап ... ... бейбіт мақсатта пайдаланудың алғашқы пионері біздің ел
болды. 1954 жылы ... ... ... ... атом ... ... СССР атом ... адам игілігі үшін пайдаланудың үлгісін
көрсетті.
Радиоактивті элементтердің ыдырауы ... ... көп ... ... ... осындай мол энергияны келешекте жан – ... ... ... ... атом энергиясын халық шаруашылығының көптеген салаларында
қазірдің өзінде бірсыпыра ... ... ... ... атом ... ... атом ... бұл күндері атом ... ... ... ... ... осы бір ... энергия көзін
игеру, оның мол ... ... ... ... ... ... ... дүние жүзілік көлемде әлі толық шешімін таба
қойған жоқ. Ал оны ... ... ... ... да ... ... энергияны өзімізге белгілі байырғы отын түрлерінің қуатымен
салыстырсақ оның ... ... ... ... ... ... килограмы жанғанда орта есеппен 7000 килокалория энергия бөлінсе, бір
килограмм уран ядросының ыдырауы кезінде 20 ... ... ... болады екен. Міне, осындай қуатты энергия көзін электр энергиясын
өндіруге пайдаланса, миллиондаған тонна ... отын ... ... ... тазалығын с ақтауға мүмкіндік туар еді [23].
Әрине, бұл күндері тек қана ... ... ... ... ... ... ... қоса жеңіл элементтердің де ыдырауы ... ... ... болып отыр. Мысалы, бір грамм сутегінің изотопы,
яғни атомдық салмағы екі ... ... бір ... уранның бөлетін
энергиясынан сегіз есе артық энергия бөледі, яғни оның ... 160 ... тең. ... ... ... мол энергияны өндіру мен
пайдаланудың тиімді шешімі табыла қойған жоқ.
Планетамызда ... отын үшін ... уран және ... ... өте мол, әсіресе соңғысы мол таралған. Термоядролық
реакторларға қажетті дейтерийдің өзі жай ... ... де көп. ... ... ... оның ... 5х1013 ... жуық, бұл 1024 киловатт–сағат
энергияға тең. Міне, ... ... ... ... үшін ... ... жер ... бір миллион электр станция жүз миллион
жыл бойы тоқтаусыз жұмыс істер еді. Бір ... ... ... ... ... жылу энергиясы 30 тонна тас көмірді жаққанда
бөлінетін энергия мөлшеріне тең. ... ... ... мол ... ... ... ... дүние жүзінде 25–тен астам елінде атом станциялары жұмыс
істейді. Әсіресе, атом–электр ... салу ... ... ... ... кейін кең өріс алды. 1984 жылы дүние
жүзі ... ... ... атом ... ... ... ... станцияның
жалпы қуаты 200 мың мВт, мөлшеріне жетті. Капиталистік ... ... ... ... алға ... ... АҚШ–та жетпісінші жылдардың
аяғында 66 ... ... ... ... жүзі ... жыл ... ... атом–электр станциялары іске
қосылып, энергетиканың жедел дамуына елеулі ықпал жасауда. Мысалы, ... атом ... ... ... өндірілген барлық
энергияның сегіз процентке жуығы тиді, ол 11 ... ... ... ... ... ... берді.
Біздің елімізде де атом электр станцияларының саны жыл сайын өсуде,
әсіресе 1971–1975 жылдар аралығы атом ... ... бет ... ... ... ... ... қуаты 2000–3000 мегаваттық ... ... ... ... тағы басқа да атом ... ... ... ... ... аудандары тұрақты
электр энергиясымен жабдықталды. СССР–дің экономикалық және әлеуметтік
дамуының 1986–1990 жылдарға және 2000 ... ... ... арналған.
Негізі бағыттарында басқа да энергия түрлерімен қатар атом энергиясын мол
өндіру ... ... 1990 жылы ... атом ... ... энергия мөлшерін 390 миллиард киловатт–сағатқа жеткізу
көзделген. Шапшаң ... ... ... ... ... және ... ... үшін ядролық отынды пайдалану жөніндегі ... ... ... ... ... ... ... бөлігінде және Уралда салынуы жоспарланып отыр [24].
Атом энергиясын шаруашылықтың басқа да салаларында кеңінен ... ... атом ... суды тұщытуға қолданылуда. Біздің
республикамыздағы Шевшенко қаласында шапшаң нейтрондармен жұмыс ... ... ... ол қала ... ... ... ... теңіз
суын тұщытып, ауыз сумен де қамтамасыз етуде. Қазір реактор тәулігіне қала
тұрғындарына 120 мың ... метр суды ... ... ... ... нейтронды реактор арқылы тұщыту жұмысы басқа елдерде ... ... ... ... атом ... ... энергетикалық
ресурстары балансында шешуші орындарға ие болады.
Атом энергиясын алу және пайдалану жолдары. Атом энергетикасы ... ... ... ... ... ... Жер ... бірінші
атом станциясы (АЭС) 1954 жылы ... ... ... Оның ... ... 5000 квт болса, 1970 жылдың 1 қантарында дейін жер бетінде толық
қуаты 15 миллион ... ... 80 АЭС ... ... ... ... ... инженерлік техникаларға жүздеген жыл керек болған. АҚШ–тың атом
энергиясы бойынша комиссиясының ... ... жылы жер ... қуаты 460 млн квт–қа, оның ішінде Америкада 200–210 млн квт–қа
жетеді.
Электр энергиясын ... ... ... жолдарынан атом
энергетикасының көптеген артықшылығы бар.
Ең алдымен атом энергетикасы шикізат көзінің жұмысына тәуелді емес.
Себебі, ... ... ... аз ғана ... ұзақ уақыт пайдалануға
болады. Екіншіден, атом электростанциялары қазірдің ... ... ... арзан электр энергиясынбере бастады. Үшіншіден,
АЭС–тер электр энергиясының ең таза көзі деп те айта ... ... ... ... олар жылу электр станцияларынан әлдеқайда пайдалы. Атом
энергиясы әсіресе, келешекте ... отын ... ... ... ... көзіне айналады.
Атом энергиясының табиғи ресурстары. Атом энергиясын игеру–адамзаттың
XX ғасырда қол жеткен ірі табыстарының бірі. Қазір дүние ... ... атом ... станциялары жұмыс істей бастады, ал олардың қуатын
арттыру жылдан–жылға ұлғая түсуде. Жаңадан атом ... ... ... орналасу географиясын кеңейту шаралары көзделуде. Міне, осындай
өндіріс салалары мен тұрсымызға ... ене ... атом ... ... ... ... етуге болады, ондай шикізаттардың планетамыздағы
қоры қанша деген сұрақ туады.
Атом ... ... ... шикізат түрі негізінен табиғи уран
элементі болып саналады. Уран элементі XVIII ... ... ... ... ... ... қолданылған жоқ.
XX ғасырдың басында француз ғалымы А. Беккерель элементтердің
радиоактивті қасиеттерін ... ... ... ... мол ... көзі бар
екенін анықтады. Мысалы, бір грамм радий элементі 20 мың жыл бойы ... ... ... мол ... ... және оның қуаты 500
килограмм жанған тас ... ... ... екенін дәлелдеді.
Радиоактивті элементтердің осындай қасиеттерін білгеннен кейін ... одан мол ... алу ... ... ... ... ... шикізаттары уран, ... ... ... ... едәуір мөлшерде кездеседі, алайда олар
жер бетінде бірдей ... ... ... ... ... ... жалпы мөлшері жер қыртысын құрайтын
жыныстар ... ... те, ал ... ішкі қабаттарына қарай оның
мөлшері азая түседі. Жер ... ... де уран ... ... өте ... энергиясының дамуына байланысты уранды ... ... ... ... үстіміздегі ғасырдың 40–жылдары ғана қолға ... ... ... ... жүзі елдерінде ашылған уран кен орындары
мүлде аз болатын және олардың ... қоры да ... еді. ... ... капиталистік елдерде уран кендерін іздестіру жұмысы
кеңінен жүргізілді. Жаңадан ашылған кен ... аз ... ... іске ... уран ... ... ... мен заводтар
жұмыс істей бастады. Осылайша тау–кен өндірісінің тағы бір ... ... ... ... атом ... ... ... мәлімдемелеріне қарағанда,
XX ғасырдың аяғында капиталистік мемелекеттер мен ... ... ... атом ... ... жалпы қуаты 1980 жылдың ... 3–3,5 есе ... ... ол ... уран ... ... де
еселеп өсіп, ол үшін барлық елде уран кен ... ... ... ... ... іске қосу бағытында кең көлемді ... ... ... біз планетамыздың көмір, мұнай, газ, уран сияқты
табиғи энергетикалық байырғы отын ресурстарының жалпы ... ... ... әлі жер ... ... қоймаған резервтері
жайында мәліметтер келтіріп, олардың таяу жылдарда және ... ... ... ... қысқаша тоқталдық. Энергетикалық отын
түрлері, әсіресе олардың минералды түрлерінің жер қойнауында қалыптасқан
қоры өте мол, олар ... ... ... ... ... ... ... етіп отырған энергетиканы XXI ғасырдың өзінде де толық қамтамасыз ... ... ... ... да жаңа энергия көздері, олардың тиімді
түрлері табылып, адамзатты энергия тапшылығынан құтқаратын болады [25].
Болашақ ... ... ... ... даму ... адамдар
өздерінің энергияға деген қажетін жер қойнауынан өндірілетін немесе жер
бетінде кездесетін энергетикалық ... отын ... ... ... ... ... отын ... табиғи қорлары планетамызда шексіз
емес, әсіресе бүгінгі ... ... ... ... отырған мұнай мен
табиғи газ кендерінің қоры жыл ... ... ... 1975 жылы ... ... пайдаланған отын түрлерінің ішінде газдың үлесі
19,4 процент, мұнай 47,2 ... ал ... 30 ... ... ... ... басында мұнай мен газды тұтыну едәуір азайып, тек көмір мөлшері
ғана сол деңгейде сақталмақ. Дүние жүзілік энергетика ... ... ... ... 2020 жылдары мұнай мен мен газдың
энергетикалық отындағы үлесі 20 процентттен ... ал жер ... қоры ... мол көмір түрлерін қоса есептегенде дүние жүзі
елдерінде өндірілетін барлық энергияның тек 50 ... ғана осы ... ... ... арқылы алынады. Ал қалған 50 процент энергияны
өндіру үшін адамдар ... ... ... ... ... ... ... қазірден бастап энергияның жаңа түрлерін игеруді
ойластырғаны жөн. Әрине олар ... ... ... ... ... ... мол ... бар түрлерін өз тұрмыстарында аз
мөлшерде болса да пайдаланды, бірақ олардың ... ... ... тым аз. ... ағынды сулардың қуатын энергетикада ертеден – ... ... ... оның ... ... ... ... жүзі елдерінде өндірілген энергияның 1,5 процентінен аспайды.
Таяу жылдарда дүние жүзі ... ... ... ... ... белгілі байырғы энергетикалық отын ресурстарын мол
пайдаланумен ... ... ... зор ... де ... ... ... негізгі көзі болатын, бірақ адамдар ... ... ... ... ... табиғатта көптеген энергия түрлері
бар. Бұған мысалы, Күн сіулесінің жылу ... ... ... және ... толқындарының энергиясы, ағынды сулардың энергиясы, ... т.б. ... Осы ... энергия көздерінің жылдық қуаты орасан
мол, оларды игеру үшін ең алдымен күрделі ... және ... шешу ... ... ... жылу энергиясы ... ... ... ... ... үш жүз есе көп, ал ... проблемасы техникалық–экономикалық 18 миллиард тонна мұнайды үнемдер
едік. Планетамызға түсетін Күн энергиясының да мөлшері орасан көп, ... 0,5 ... өзі ... ... энергия қажетін толық
қанағаттандырған болар еді. Бірақ әлі тиімді ... ... ... ... ... ... энергиясын толық пайдалануға мүмкіндік
бермей отыр [26].
ҚОРЫТЫНДЫ
Қазақстан ... ... ... заңы негізі ғылым мен білімнің
даму жолдарын көрсетіп беретін құжат. Сондықтан да ... ... мол ... ... ЮНЕСКО көрсеткіші бойынша 2009 жылы 129 елдің
ішінде 1 ... ... ... жаратылыстану пәндерін оқыту тәжірибесін зерделеу
негізінде мектептерде жаратылыстану пәндері жүйесіндегі физиканы оқытудың
әдістемесі жасалынды.
Сабақ барысында және ... тыс ... ... ... ... ... ұйымдастырылатын жұмыстарды (бақылау, тәжірибе,
эксперимент, ... ... тест ... ... т.б.),
өздігінен іріктей білу білік-дағдыларын игеру ... ... ... жүйе ... жүзеге асады.
Ұсынылып отырған мәселе едәуір күрделі болғандықтан, оның көптеген
салаларын қамтып шығу мүмкін емес, ... ... ... одан ... ... қажет етеді. Бұл ретте, біздің пікірімізше:
– ақпараттық технологиялар негізінде жаратылыстану ғылымдарын байланыстыра
оқытуда болашақ мамандықтарына деген ... ... ... ... және математика пәндеріне деген ... ... ... ... ... пән мазмұндарын меңгерумен
қатар, олардың болашақ қоғам ... ... ... ала өз ... ... ... терең әрі жан жақты білім алуға
деген дайындықтарын қалыптастыруға баса ... бөлу ... ... ғылымының дамуы да түрлі сатылардан өтіп, қазіргі XXI ғасырға
аяқ басты. ... ... ... ... ... деген қағидамен,
физиканың даму сатысына көз жүгіртсек: Жеке ... ... ... ... ... жайлы алғашқы деректер Ежелгі Вавилон, Египет жазбаларында
кездеседі. ... ... мен ... ... ... , ... жұмысында құрылыс механика мен статиканың қарапайым заңдылықтары және
рычаг , көлбеу жазықтық тәрізді ... ... ... ... ... Ежелгі Вавилон, Египет ғылымының теориялық
негізгі халық арасында тарамады. Ғылым ... діни ... ... ... грек ... ... құбылыстарын, табиғаттан тысқары, күштің
әсерінсіз –ақ ғылыми негіздерді түсіндіруге ... мән ... ... ... ... ... ... Фалес т.б.) табиғат негізінен
төрт элементтен (от, топырақ, ауа және су) ... десе ... ... ... ... 341-270), Лукреций (б.з.б. 1ғ.) дүниенің ең қарапайым
кірпіші одан әрі болінбейтін ... – атом деп ... Атом ... ілім
талай ғасырға созылып талас – тартыстан ... ... ... ... ... айналды. Аристотелдің табиғат жайлы жазған кітабы
“Физика” деп аталған. Осыған орай Аристотельді физиканың ... ... те ... Архимед гидростатиканың негізгі заңын (Архимед заңы) ашты ,
қарапайым механизмдерді зерттеді. Демокрит, Аристотиль, ... ... ... ұлы ... ... ... ... жоқ мол үлесі
халықтардың ғасырлар бойына ... ... ... ... ... ... саналады. Классикалық механикалардың тууына
қолайлы жағдай жасады. XVIII ... ... ... салаларын онан әрі
дамытуға, жетілдіруге бағытталған зерттеулер ... ... ... жер ... ... мен ... ... қозғалыс заңдарын
толық қамтитын кең тараған ілімдер жүйесіне ... ... ... да ... ... онан әрі жинақталып қарапайым заңдар
тұжырымдала бастады. Осындай қарқынмен ... келе ... ... ... ... мүмкіндігінше терең игеру қазіргі жас ұрпақтың айнымас басты
мақсатына айналуы тиіс. Мектеп қабырғасында физика курсын үздіксіз, ... ... ... ... ... ... ой қорыту қабілетінің
қалыптасып, шығармашылық іс-әрекетінің жан-жақты жетілуіне жағдай туады.
Физика курсы ... ... ... ... ... ... ... отырып, оқушының келешекте игеретін кәсіби дайындығының бастапқы
сатысын ... Орта ... ... физика пәнінің осындай
мүмкіндіктерін ескере отырып, оны ... ... ... мақсаттары
айқындалды: - іргелі физикалық теориялардың бір тұтас жүйесі түрінде
көрініс ... ... ... ... бейнесі арқылы оқушының ғылыми
дүниетанымын қалыптастыру; жеке және ... ... ... ... ... ... жүйесін қабылдау тәсілдерін үйрету;
Осыған орай төмендегідей ... де шешу ... ... ... ... дайындау; оқушының табиғатты біртұтас танып ... ... ... ... және ... ... ... жедел қарқынмен дамып отырған қоғамда өмір сүруге бейімдеу
мәселелері жүзеге асырылуы тиіс. Ғылымсыз білім сыңар жақ: ... ... ... ... тым ... білімді орнына жұмсау керек. Білімді
орнына жұмсайтын не? Ол – тәрбие. Біз ... ... ... ұстаз
болғандықтан, мектеп табалдырығындағы әр оқушыға білім бере ... ... ... де ерекше көңіл аударуымыз керек. Білімнің адамзат  
игілігіне жұмсалуы, жұмсалмауы тәрбиеге байланысты. Тәрбиесіз білімді ... ... ... ... де, сорына да оңды-солды ... ... ... ... яғни ... ... толық адам ондайға бармақ емес, ол
білімін өз ... ... ... гүлденуіне жұмсайды.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
1 Егемен Қазақстан №6,2006.
2 Нұрсұлтанов О. С. ... ... ... ... ... 1990.
3 Абдулаев Ж. Жалпы физика курсы. Алматы: Ана тілі, 1991.
4 Ахметов А. Қ. ... ... ... ... ... ... баспа кабинеті Алматы: – 2000.
5 Арызханов Б. Физика курсы Алматы ... ... ... Б. С. ... ... Рауан, 1994.
7 Абдулаев Ж. Физика курсы. Алматы: Білім, 1994.
8 Жұманов К. Б. Атомдық физика негіздері А. Қазақ ... ... ... Н. ... ... ... Элементар бөлшектер
Жалпы физика курсы ІV том ... ... ... Н. ... ... негіздері А. Қазақ университеті, 2000.
11 Қойшыбаев Ж. Физика. Алматы: Атамұра, 2008.
12 Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б. ... 11 ... ... ... Савальев И. В. Курс общей физики. В 3т. М.: Наука, 1982.
14 Зисман Г. А, Тодес О. М. Курс общей физики, В 3т. М.: ... ... ... Э. В. ... ... В 2т. М.: ... ... Давыдов А. С. Теория атомного ядро М.: Наука, 1975.
17 Наумов А.И. Физика атомного ядра и элементарных частиц ... ... Е.М. Курс ... ... Оптика и атомная физика 1781.
19 Ғылыми - әдістемелік журнал. Математика және физика 2010, №6,49 б.
20 Республикалық ғылыми - ... ... ... ... ... 2008, №6,43 б.
21 Республикалық ғылыми - әдістемелік, педагогикалық журнал. ... ... 2008, №1,61 ... ... - ... ... ... және физика 2009, №2,34 б.
23 Ғылыми әдістемелік Физика ... 2006ж, №2,18 ... ... ... ... 1
Сабақтың тақырыбы:
Бор постулаттары. Сутегі тектес атом үшін Бор ... ... ... ... оқу ... ... білік, таным
ерекшеліктерін арттыру.
2. Дамытушылық: Есте сақтау қабілетін дамыту, ... ... ... Тәрбиелік: Азаматтыққа, өз елін, жерін сүюге тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: Жарыс сабақ.
Сабақтың ... ... ... ... ... ... түрлі – түсті қағаз.
Сабақтың әдісі: Баяндау, сұрақ – жауап.
Пән аралық байланыс: Астрономия, математика, тарих.
Сабақтың барысы: I. Ұйымдастыру кезеңі.
А) Оқушылармен ... ... ... ... ... ... Үй ... сұрау кезеңі.
III. Жаңа сабақты баяндау кезеңі.
IV. Сабақты қорытындылау кезеңі.
V. Оқушыларды бағалау.
VI. Үйге тапсырма.
I. Ұйымдастыру кезеңі. Оқушылармен ... ... ... соң,
оқушылар назарын сабаққа аудару.
II. Үй тапсырмасын сұрау кезеңі.
1.Томсон бойынша ядроның радиусының ... ... ... ... ... ... тәжірибесі мәні нешеге тең?
4. Резерфорд тәжірибесін сипаттап, түсіндіріп бер.
5. Резерфорд тәжірибесін қай жылы жасады?
III. Жаңа ... ... ... Бор 1913 жылы ... ... постулаттарын ұсынды, олар классикалық
физикада қалыптасқан көзқарастарға қайшы ... ... ... ... жүйе ... белгілі бір
энергиясы сәйкес келетін арнайы стационар немесе ... ... ... ... атом өз бойынан электромагниттік сәуле шығармайды. Атомда
электрондар тек ... ... ... сай ... ... ... - ... массасы, - n – ші орбитадағы ... - n – ші ... ... n – 1, 2, 3,. – ... номері, , h – Планк тұрақтысы.
Бордың екінші постулаты: Атомда электрондар бір ... ... бір ... ... ... энергия жұтылады немесе бөлінеді.
Фотонның энергиясы атомдағы станионар екі ... ... ... ... энергетикалық күйлерін көрнекті түрде сипаттау үшін
энегетикалық ... ... ... 1). ... ... мәніне сәйкес энергетикалық күйі горизонталь ... бұл ... ... ... деп ... ... бірінші постулаты бойынша атомда электрондардың ... ... ... ... үшін ... 2-ші заңы мен ... күшін теңестірсек:
(2)
(1) өрнектен жылдамдықты тауып осы өрнекке қойсақ:
(3)
n=1, Z=1 болса, сутегі атомындағы электронның бірінші стационар
орбитасының радиусын ... Оны Бор ... деп ... ... ... ... ... бірінші постулатын тұжырымда?
2) Бор радиусы нешеге тең?
3) Энергиясы көп ... ... аз ... ... ... ... әлде ... ма?
4) Атом дегеніміз не?
5) Бордың екінші постулатын тұжырымда?
6) Бордың ... ... үшін ... ... (формуласы).
7) Планк тұрақтысының мәні?
V. Үйге тапсырма. Есептер беру.
VI. ... ...

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 74 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Атом және атом ядросы18 бет
Автоматты басқару және ақпараттар теориясынан мәліметтер19 бет
Атомның құрылысы. Резефорд тәжірибелері4 бет
Заттағы электромагнит өрісі7 бет
Квант физикасы реферат5 бет
Күн жүйесі эволюциясы3 бет
Күн жүйесінің эволюциясы7 бет
Молекула құрылысы және спектрлері14 бет
Нуклейн қышқылдары туралы5 бет
Радиация және оның түрлері6 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь