Atom yadrosi va elementar zarrachalar fizikasi, tezlashtiruvchi texnika

Gamma-kvantning moddada to‟liq yutilish koeffitsienti. 
Yuqorida 
𝛾 -nurlarning moddada yutilishi va sochilishini ifodalaydigan 
jarayonlar ko‟rildi. Bu jarayonlarda 
𝛾 -nurlarning moddada to‟liq yutilish 
koeffitsientini qarab chiqish mumkin. 
Gamma-kvantlarning moddadan o‟tishida kuchsizlanishi uch xil jarayon bilan 
yuz beradi: fotoelektrik yutilish, kompton sochilish, elektron-pozitron xosil 
bo‟lishida yutilish.

---

Bu uch jarayon xam bir-biriga bog‟liq bo‟lmagan xolda yuz beradi. Bu uch 
jarayonda 
𝛾-kvantlar sonining kamayishini quyidagi uch tenglama orqali ifodalash 
mumkin: 
𝜏
𝜎
Bu tenglamalarda 
𝜏 va fotoeffekt va juft xosil bo‟lishida yutilish 
koeffitsientlari,
𝜎 -kompton effektida sochilish koeffitsienti. Gamma-kvantlar moddadan 
o‟tganda dx qalinlikda to‟liq kuchsizlanishi: 
𝜏 𝜎
𝛾-kvantlarning to‟liq kuchsizlanish koeffitsienti 
𝜏 𝜎 (16) 
𝜏 𝜎 koeffitsientlar moddaning atom nomeri ga va 𝛾-kvantlar energiyasiga 
bog‟liq. 
 Neytronlarning moddalardan o‟tishi 
Yadro tarkibi proton va neytrondan tashkil topgan bo‟lib, ular yadro kuchlari 
orqali bog‟langan. Proton (p) musbat (+) zaryadga ega, neytron esa zaryadga ega 
bo‟lmagan neytral zarra. Neytronlar modda orqali o‟tganda quyidagi jarayonlar 
kuzatiladi: 
1. 
Neytronlarning nishon moddasi atomlari yadrolarida elastik sochilishi. 
2. 
Neytronlarning noelastik sochilishi. 
3. 
Neytronlarning yadro tamonidan qamrab olinishi. 
4. 
Kompaund reaksiyalar xosil bo‟ladi. 
Bunday jarayonlar natijasida neytronlar modda atomlarida sochiladi, yutiladi 
yoki ko‟payadi (yadrolar bo‟linishida).
Umumiy holda moddaning qatlamiga neytronlar dastasi tushsa, x-qalinlikdagi 
moddadan o‟tgandan so‟ng, neytronlar soni quyidagi eksponensial qonun 
yordamida aniqlanadi: 
𝜈
𝜈
Bunda x-modda qatlamining qalinligi, sm larda; 
-moddaning 1 sm
3
hajmidagi yadrolar soni;
𝜈
-moddaga tushayotgan neytronlar soni; 
𝜈
-modda 

---

qatlamining x qalinligidan o‟tgan neytronlar soni; 
𝜎 𝜎
𝜎
-
to‟liq ko‟ndalang effektiv kesim. 
1920 yilda Rezerford o‟zining umumiy tushunchalari asosida Z=0 bo‟lgan va 
massasi proton massasiga yaqin bo‟lgan zarra mavjudligi haqidagi g‟oyani aytgan 
edi. 1937 yilda Bote va Bekker 
4
Be
9
yadrosini energiyasi 5,3MeV bo‟lgan α-
zarralar bilan bombardimon qilib, qalinligi bir necha sm qo‟rg‟oshindan o‟tadigan 
magnit va elektr maydonlarida og‟maydigan nurlar hosil bo‟lganligini aniqladilar. 
Keyinchalik J.Kyuri Bote hamda Bekker tajribalarini tahlil qilish maqsadida 
tajribalar o‟tkazdi. Rezerford g‟oyasini Bote va Bekker, J.Kyurilar tahlil qilishi 
natijasida D.Chedvik bu tajribalarda kuzatilgan o‟tuvchi nurlanish og‟ir neytral 
zarralar oqimi neytronlar oqimi degan gepotizani taklif qildi. Chedvik birinchi 
bo‟lib neytron massasini aniqladi. Neytron massasi taqriban proton massasiga teng, 
. Keyinchalik neytronning spini 
; magnit moment
, 
musbat juftligi 
aniqlandi. Neytronning aniq massasi
; 
. 
Neytronlar modda orqali o‟tganda modda atomlari elektron qobiqlaridagi 
elektronlar bilan o‟zaro ta‟sirlashmaydi, Kulon maydoni tamonidan itarilmaydi. 
Neytronning yadroga kirishi uchun potensial to‟siq yo‟q. Neytronlar modda 
atomlari yadrolari bilan o‟zaro ta‟sirlashadi. Bunday o‟zaro ta‟sirlar turlicha bo‟lib, 
neytronlarning energiyasiga va yadrolar xiliga bog‟liq. Neytronlar energiyasiga 
qarab quyidagi guruxlarga bo‟linadi: 
1. 
Sovuq neytronlar, energiyasi 0,025 eV dan kichik.
2. 
Issiq neytronlar, energiyasi 0,025 dan to 0,05 eV gacha. Yutuvchi 
moddada sovuq va issiq neytronlarni qamrash reaksiyalari vujudga kelishi 
kuzatiladi.
3. 
Oraliq neytronlar, energiyasi 0,025 dan 0,5 keV gacha yetadi. Bunday 
neytronlar moddadan o‟tganda ularning modda yadrolarida elastic sochilishi 
kuzatiladi.
4. 
Tez neytronlar, energiyasi 0,2 dan to 20 MeV gacha yetadi. Bunday 
neytronlar moddadan o‟tganda modda yadrolarida elastik va noelastik sochilishlari 
mumkin. Bunda yadroviy reaksiyalar sodir bo‟ladi.
5. 
Yuqori tezlikdagi neytronlar, energiyasi 20 MeV dan 300 MeV gacha 
yetadi. Bu vaqtda neytronlar modda yadrolari bilan ta‟sirlashganda ko‟p sondagi 
zarralar chiqarish bilan bo‟ladigan reaksiyalar ketadi.
Neytronlar moddalardan o‟tganda eksponensial qonun asosida yutiladi. 
Neytron nurlanishidan ximoyalanish hisoblanganda issiq va sovuq neytronlarning 
moddalarda yutilishiga asoslaniladi. Tez neytronlar esa avval sekinlashtiriladi. 

---

Energiyasi 0,5 MeV dan katta bo‟lgan neytronlar yutuvchi modda yadrolari bilan 
noelastik to‟qnashib sochiladi. Bunda yadrolar uyg‟ongan xolatda bo‟ladi va 
fotonlar chiqaradi. Bundan tashqari neytronlar nurlanishi ta‟sirida ko‟pgina 
moddalar aktivlashadi. Bunda moddalarning sekinlashtirish, ximoya va yutish 
xususiyatlari aniqlanadi. Tez neytronlar atom nomeri kichik bo‟lgan moddalarda 
yaxshi sekinlashadi. Bunday moddalarga parafin, suv, beton, plastmass kabi 
moddalar kiradi. Issiq neytronlarning yaxshi yutilishini ta‟minlash uchun bor, 
kadmiy, borli po‟lat, boral, borli grafit, kadmiyning qo‟rg‟oshinli qotishmasidan va 
b.lardan foydalaniladi. Neytronlarning moddalardan o‟tish qobiliyati gamma-
nurlanishlarning moddalardan o‟tish qobiliyatiga tenglashadi. 
Neytronlar moddalardan o‟tganda modda atomlari yadrolari bilan o‟zaro 
ta‟sirlari turlicha bo‟lishi mumkin. Birinchidan neytronlar atom yadrolari bilan 
to‟qnashganda neytronlar elastik va noelastik sochiladi. Ikkinchidan neytronlar 
ta‟sirida (n, α), (n, p), (n, 2p) reaksiyalari va og‟ir yadrolarning bo‟linishi sodir 
bo‟lishi mumkin.
Atom nomeri (z) kichik bo‟lgan elementlar uchun birinchi uyg‟ongan holat 
energiyasi uning asosiy holat energiyasidan 1 MeV ga yuqori bo‟ladi. Shuning 
uchun energiyasi 1 MeV bo‟lgan neytronlarning atom yadrolarida noelastik 
sochilish ehtimoliyatiga nisbatan elastik sochilishning ehtimoliyati yuqori bo‟ladi.
Elastik to‟qnashishda neytron yadro maydoni tomonidan itariladi, bunda 
neytron yadroda elastik sochiladi. Bu vaqtda yadro va neytronning yig‟indi kinetik 
energiyasi o‟zgarmaydi. Yadro asosiy holatda bo‟ladi. Neytronlar yadro bilan 
noelastik to‟qnashganda kinetik energiyasi E
k
bo‟lgan neytron yadroda yutiladi. 
Elementning atom nomerining ortishi bilan yadroning uyg‟ongan holatining 
minimal energiyasi 0,1 MeV gacha kamayadi. Bunda energiyasi katta bo‟lgan 
neytronlar yadrolarda elastik va noelastik sochilishlari mumkin. (n, n') reaksiyasi 
hosil bo‟lganda tez neytronlar yadro-nishon bilan birlashib, birikma yadro hosil 
qiladi, bunda kichik energiyadagi neytronlar chiqariladi, birikma-yadro esa 
uyg‟ongan holatda qoladi. Yadroning uyg‟onish energiyasi quyidagi formula orqali 
aniqlanadi: 
Bu formulada 
-birikma yadrodagi neytronning bog‟lanish energiyasi; 
-
yadroning uyg‟onish energiyasi; 
-yadrodan chiqarilgan neytron energiyasi.
Birikma yadro γ-nurlar chiqarish bilan yoki boshqa yo‟lllar bilan tezda 
energiyasi kichik bo‟lgan asosiy holatga o‟tadi. Neytronlarning yadroda yutilishi 
yadroviy reaksiyalar hosil bo‟lishiga olib keladi, jumladan sun‟iy radioaktivlik va 
yadrolarning bo‟linishi hosil bo‟ladi. Neytronlar ta‟sirida yuzaga keladigan ayrim 
reaksiyalarni ko‟rish mumkin.

---

1) 
Neytronning radiatsion qamrab olinishi. Bu jarayonda (n, γ) reaksiyasi 
hosil bo‟ladi. 
Bunda 
-yadro β
+
-radioaktiv yadrodir. Chunki neytronlar soni n ning 
protonlar soni p ga nisbati ortadi va bu yadro β
-
yemirilish bilan turg‟un holatga 
o‟tadi, ya‟ni: 
̃
Bunday reaksiyalar sekin neytronlar ta‟sirida yuzaga keladi. Bunday 
reaksiyani quyidagi reaksiya misolida ko‟rish mumkin.
2) 
Protonlar hosil bo‟lishi bilan bo‟ladigan reaksiya (n, p)
Hosil bo‟lgan 
-yadro 
radioaktivdir. Buni quyidagi reaksiya misolida 
ko‟rish mumkin: 
̃
Bunday reaksiyalarni kinetik energiyasi 1 MeV bo‟lgan neytronlar ham hosil 
qiladi. 
Bu reaksiyalar yengil yadrolarda issiq neytronlar ta‟sirida ham yuzaga kelishi 
mumkin. 
3) 
α-zarralar hosil bo‟lishi bilan bo‟ladigan (n, α) reaksiyalar. 
Bunday reaksiyaga quyidagi reaksiya misol bo‟lishi mumkin:
(n, α) reaksiyalarni energiyasi kichik bo‟lgan neytronlar yengil yadrolarda 
hosil qiladi. Og‟ir yadrolarda bunday reaksiyalarni hosil qilish uchun energiyasi 
yuqori bo‟lgan neytronlardan foydalaniladi. Lekin (n,2n) reaksiyasi xosil 
bo‟lishining ham ehtimoliyati mavjud. Yadrodan α-zarra uchib chiqishida 
yadrodagi neytronlar soni dastlabki yadrodagiga nisbatan ortadi, shuning uchun 
xosil bo‟lgan yadro odatda 
radioaktiv bo‟ladi. Masalan: 
̃ 
4) 
Ikki yoki undan ko‟p nuklonlar hosil bo‟lishi bilan quyidagi 
reaksiyalar hosil bo‟ladi: (n,2n), (n,3n), (n,np). Bunday reaksiyalar bo‟sag‟a 
reaksiyalar bo‟lib, neytron energiyasi 10 MeV dan katta bo‟lganda hosil bo‟ladi. 
70% xollarda xosil bo‟lgan yadro pozitron (β
+
) chiqarish yoki K-qamrash bilan 
yemiriladi. Bu vaqtda yadroda protonlarning soni ortib ketadi. Masalan: 

---

→
𝜈
5) 
Bo‟linish reaksiyasi. Bo‟linish reaksiyasi (n, f) energiyasi - 1MeV 
bo‟lgan neytronlar ta‟sirida ba‟zi bir og‟ir elementlar yadrolarida hosil bo‟ladi, 
bunday reaksiyalar issiq neytronlar ta‟sirida ham hosil bo‟ladi. Bo‟linish 
reaksiyasini quyidagicha ifodalash mumkin: 
Bunda k-neytronlar soni bo‟lib, 
oraliqda bo‟ladi. 
Neytronlarning 
modda 
bilan bo‟ladigan har xildagi ta‟sirlarining 
ehtimoliyatini ifodalaydigan koeffitsient σ kiritilgan, uning o‟lchov birligi sm
2
. σ-
reaksiyalar hosil bo‟lishining effektiv ko‟ndalang kesimi deyiladi. Buni 
quyidagicha tushinish mumkin. Issiq neytronlar oqimi 1sm
3
hajmdagi azotdan 
o‟tayotgan bo‟lsin (normal sharoitda 1sm
3
xajmdagi azotda 10
18
sondagi atomlar 
bo‟ladi). Neytronlar azot atomlari bilan ta‟sirlashganda ketadigan (n,p) reaksiyasi 
uchun effektiv kesimi azotga tushayotgan neytronlar soni 10
6
bo‟lganda reaksiya 
ketishining effektiv kesimi σ quyidagicha aniqlanadi: 
yoki σ=1barn neytronlar ta‟sirida reaksiya ketishining effektiv ko‟ndalang 
kesimi σ barn larda o‟lchanadi. 
Neytronlarning energiyasiga bog‟liq ravishda moddalar bilan o‟zaro ta‟sirlari 
ham turlicha bo‟ladi. 

---