Ə. A.ƏLBƏndov

Məişət  tullantıları  və  onların  işlənməsi

.  Đnkişaf  etmış  öl-

kələr  ildə  13  milyard  tondan  çox  məişət  tillantıları  hasil  edir. 

Belə ölkələrdə adam başına 200-500 kq/il məişət tullantıları dü-

şür. Məişət tullantılarının tərkibində çox müxtəlif komponentlər 

olur.  Bunlardan  çoxluq  təşkil  edənlərə  kağız  (30-40%),  qida 

tullantıları (30%), metallar (4-9%) və polimerlər (2-3%) aiddir. 

Hazırda  məişət  tullantılarının  işlənməsinin  bir  neçə  texnologi-

yaları  işlənib  hazırlanmışdır.  Belə  mütərəqqi  texnologiyalardan 

biri xüsusi mexanizmlərin vasitəsilə tullantıdan metalların, poli-

merlərin, şüşənin, maklaturanın, yeyinti tullantılarının və yanan 

komponentlərin ayrılmasına imkan verən texnologiyadır. Bu da 

özlüyündə  qiymətli  metalların,  polimer  örtüklərin,  mal-qara 

üçün yemin, zibilin yandırılmasından istiliyin alınmasına imkan 

yaradır. 

Tullantısız  texnoloqiya  və  istehsalat.

  Tullantısız  texnolo-

giya dedikdə xammal-istehsal-işlətmə tsikli üzrə ekoloji tarazlığı 

pozmadan xammalın bütün komponentlərinin, enerji növlərinin 

səmərəli istifadəsi sistemi başa düşülür. Tullantısız texnologiya 

sex, zavod, birliklər, sahələr və region daxilində həyata keçirilə 

bilər. Tam mənada tullantısız texnologiya yaratmaq praktiki ba-

xımdan qeyri-mümkündür. Reallıqda az tullantılı texnolgiyaların 

yaradılması həyəta keçirilə bilər. Tullantısız texnologiyanın əsas 

prinsiplərinə  xammalın  kompleks  işlənməsi,  enerji  mənbələr-

indən,  qapalı  su  və  qaz  dövriyyəsindən,  yeni  yüksək  məhsul-

darlığa malik, ekoloji təmiz və az tullantılı proseslərdən istifadə, 

tullantıların işlənməsi və s. daxildir. 

                   

              

                

 

 

599

 

             

                         

 

600

On yeddinci  fəsil 

 

 

NÜVƏ KĐMYASI.  RADĐOKĐMYA 

 

 

Nüvə  kimyası  maddələrin  fiziki,  kimyəvi  xassələri  ilə  on-

ların nüvə xassələri arasındakı qarşılıqlı əlaqəni, radiokimya isə 

nüvə çevrilmələri kimyasını və bununla əlaqədar meydana çıxan  

fiziki, kimyəvi prosesləri, həmçinin radioaktiv maddələrin kim-

yasını öyrənir. 

                            

 

17.1 ATOM NÜVƏSĐ. RADĐOAKTĐVLĐK 

 

Atom  nüvəsinin  quruluşu. 

D.Đ.  Đvanenko  və  E.N.  Qapon 

(Rusiya),  V.  Heyzenberq  (Almaniya)  1932-ci  ildə  atom  nüvəsi 

quruluşunun  proton-neytron  nəzəriyyəsini  irəli  sürmüşlər.  Bu 

nəzəriyyəyə görə nüvə proton və neytronlardan təşkildir. Bu his-

səciklərin əsas xarakteristikaları  cəd.17.1-də verilmişdir:

                      

 

 

Cədvəl 17.1. Proton və neytronun əsas xarakteristikaları 

 

 

 

Proton  və  neytron  hazırda  qəbul  edilmiş  nəzəriyyəyə  görə 

vahid  nüvə  hissəciyinin  –  nüklonun  keyfiyyət  şəkildəyişmələri  

və ya kvant hallarıdır. 

 

Hissəcik 

 

Simvol 

       Sükunət kütləsi 

               Yükü  

      kq 

   a.k.v. 

       Kl. 

   SGSE 

  

 Proton 

 

Neytron 

    

   P 

     

  n 

 

1,672.10

-27

 

 

1,674.10

-27 

   

1,007276 

   

1,008665 

 

1,602.10

-19

 

     

     0  

 

4,803.10

-10

 

     

    0 

 

601

Nüvələrin  sıxlığının  təxminən  10

14

q/sm

3

  tərtibində  olması  

nüklonları birləşdirən qüvvələrin olduqca böyük qiymətə malik 

olduğunu göstərir. Nüvə qüvvələri adlanan bu qüvvələr 10

-13

 sm 

tərtibli kiçik məsafələrdə təsir göstərir. Atomun nüvəsində daim 

nüklonların arasında 

π

 - mezonların mübadiləsi hesabına  p     n 

qarşılıqlı çevrilməsi baş verir. 

π

-mezonun sükunət kütləsi elek-

tronun kütləsinin 1/270 bərabər olub müsbət (

π

+

) mənfi  yüklü 

(

π

-

) və neytral (

π

0

) olurlar: 

                          

n

p

p

p

p

n

+

↔

+

+

↔

+

−

π

 

                      

p

n

n

n

n

p

+

↔

+

+

↔

+

+

π

 

 

Bu  çevrilmələrə əsasən güman edilir ki, nüvə qüvvələrinin 

kvant sahəsi 

π

- mazonlardan təşkil olunmuşdur. 

 Proton  və  neytronun  kütləsi  elektronun  kütləsindən  uyğun 

olaraq 1836,12 və 1836,65 dəfə böyükdür. Odur ki, atomun de-

mək olar ki, bütün kütləsi onun nüvəsində cəmlənmişdir. Nüvə-

nin yükü onu təşkil edən protonların sayına (Z) bərabərdir. Pro-

tonların və neytronların cəmi (Z + N) nüvənin  k ü t l ə   ə d ə d i  

(A) adlanır:    

                         

                     A = Z + N                                          17.1 

     

 

N ü v ə s i n i n  y ü k ü  e y n i  o l a n  a t o m l a r  m ə c - 

m u u   k i m y ə v i  e l e m e n t  a d l a n ı r. Kimyəvi elementin 

kütlə  ədədi  ilə  fərqlənən  ayrı-ayrı  şəkildəyişmələrinə  izotop, 

kütlə ədədləri (A) eyni, nüvələrinin yükü müxtəlif olan atomlara 

isobar, 

nüvələrində  eyni  sayda  neytronlar  olan  atomlara  isə 

izotonlar 

deyilir (cəd.17.2).

   

 

   

→ 

←

 

602

Cədvəl  17.2. Đzotop, izobar və izotonlara aid misallar

 

Hesablamalar göstərir ki, atomların kütlələri, həmişə onları 

təşkil  edən  proton  və  neytronların  kütlələri  cəmindən  kiçikdir. 

Bu  kəmiyyətlər  arasındakı  fərq    k  ü  t  l  ə    d  e  f  e  k  t  i    (∆m) 

adlanır.  Məsələn, 

2

Ne

4

  izotopunun  kütləsi  4,001506    a.k.v. 

olduğu  halda  onun  nüvəsini  təşkil  edən  2p  və  2n-nun  kütlələri 

cəmi  isə  2.1,007276  +  2.1,008665  =  4,031882  a.k.v.-nə    bəra-

bərdir. Onda kütlə defekti: 

            

4,031882 – 4,001506 = 0,030376 a.k.v. olacaqdır. 

 

Kütlə  deffekti  (∆m)  nüvənin  davamlılıq  xarakteristikası 

olub, nüvənin  r a b i t ə  e n e r j i s i n i  hesablamağa imkan 

verir: 

                              

                            E = ∆mc

2

 

 

Burada  E  –  enerji,  c–  isə  vakumda  işığın  sürətidir. 

Eynşteynin  göstərilən  asılılıq  tənliyində  E  nüvənin  rabitə 

enerjisini ifadə edir. Rabitə enerjisi MeV–meqaelektronvollarla 

ölçülür. (1MeV = 10

6

 eV– elektronvolt).  

Müasir  təsəvvürlərə  görə  elektronların  elektron  təbəqələ-

rində  və  yarımtəbəqələrdə  paylanmasına  uyğun  olaraq  nüvə  də 

təbəqəli quruluşa malikdir, yəni atomlarda olduğu kimi nüvələr-

də də nuklonlar (proton və neytronlar) enerji səviyyə və yarım-

səviyyələrində  paylanır.  Nüvələrin  yarımsəviyyə  və  səviyyələri 

nüklonlarla  tamamlandıqda  yüksək  davamlılığa  malik  nüvələr 

Đztoplar 

Đzobarlar 

Đzotonlar 

20

Ca

40

  

(20p+20n) 

 

18

Ar

40

   (18 p + 22 n) 

 

54

Xe

136

    (54 p + 82 

 

20

Ca

42

 ( 20 p +22p) 

 

19

 K

40

     (19 p + 21 n) 

 

56

Ba

138

 (56 p + 82 n ) 

 

20

 Ca

43

 (20p +23 n ) 

 

20

Ca

40

   (20 p + 20 n) 

 

57

 La

139

  (57 p + 82 n ) 

 

              

 

 

603

meydana  çıxır.  Belə  nüvələr  «sehirli  ədədlər»  saylı  proton  və 

neytronlu nüvələr adlanır. Məsələn: 

 

    He

4

2

(2

 p

 + 2

 n

 ); 

O

16

8

(8

 p

 + 8

 n

);    

Ca

40

20

(20

 p

 + 20

 n

 ) 

 

proton  və  neytronların  sayına  görə  ikiqat  «sehirli»  nüvəli  ele-

mentlərdir.  

Proton və neytronların sayı 2, 8, 20, 50, 82 olan nüvələr sə-

viyyə  və  yarımsəviyyələri  tamamlanmış  nüvələr  hesab  edilir. 

Nəzəri hesablamalar göstərir ki, 114, 126, 184-cü elementlər də 

davamlı  nüvələrlə  xarakterizə  olunmalıdır.  Odur  ki,  yeni  ele-

mentlərin sintezi üzrə tədqiqatlar hazırda da davam etdirilir. Nü-

vələrin  çevrilmə  qanunauyğunluqlarını  öyrənən  elm  sahəsi  n  ü      

v ə   k i m y a s ı  adlanır.  

Təbii  radioaktivlik

.  Dövri  sistemdə  Bi-dan  (Z=83)  sonra 

yerləşən  bütün  elementlər  radioaktivdir.  Təbii  elementlərin  nü-

vələrinin  öz-özünə  parçalanma  hadisəsi  təbii  radioaktivlik 

adlanır.  Təbii  radioaktivlik  fransız  fizikləri  A.Bekkerel  (1896), 

M.Küri  və  Pyer  Küri  (1898)  tərəfindən  kəşf  edilmişdir.  Öz-

özünə radioaktiv parçalanmalar içərisində ən geniş yayılanı 

α

-, 

−

β

-, 

+

β

- parçalanma və 

γ

-şüalanmadır. 

α

(

4

2

He )-parçalanma.

 Bu parçalanma zamanı nüvənin yükü 

2, atomun kütləsi isə 4 vahid azalır. Bu zaman element dövri sis-

temdə  özündən  iki  xanə  solda  yerləşən  elementə  çevrilir. 

Məsələn: 

 

                      

Ra

226

88

= 

Rn

222

86

+  He

4

2

 

−

β

-, 

+

β

-  parçalanma.

 Nüvədə uyğun olaraq neytronun pro-

tona və protonun neytrona çevrilməsi hesabına baş verir.  

Đmpuls momentinin saxlanması üçün uyğun olaraq elektron 

(

−

e

) və pozitronla (

+

e

) yanaşı neytrino (

ν

) və antineytrino (

−

ν ) da 

 

604

ayrılır. Neytrino və antineytrinonun sükunət kütlələri sıfır olub, 

bir-birndən ancaq spinə görə fərqlənir: 

          

−

β

-parçalanma 

                                        n→ p + 

−

e

+ 

−

ν  

+

β

(pozitron)- parçalanma isə  

                                      p→ n + 

+

e

 +

ν

 

sxemi üzrə gedir. 

−

β

-parçalanmada  element  dövri  sistemdə  özündən  bir  xanə 

sağda, 

+

β

-  parçalanmada  isə  bir  xanə  solda  yerləşən  elementə 

çevrilir. Məsələn: 

                               

−

−

+

+

=

ν

e

Mg

Na

24

12

24

11

 

                            

ν

+

+

=

+

e

O

F

18

8

18

9

 

γ

-şüalanma.

  Bu  hadisənin  mahiyyəti  ondan  ibarətdir  ki, 

nüvəyə  yaxın  elektron  təbəqələrinin  birindən  (məs.,  K-təbəqə-

sindən)  elektron  nüvə  tərəfindən  tutularaq  protonun  neytrona 

çevrilməsinə  səbəb  olur  və  element  özündən  bir  xanə  solda 

yerləşən elementə çevrilir: 

                                     p + 

−

e

→ n 

Məsələn: 

                                       

γ

+

=

+

−

Ar

e

K

40

18

40

19

 

 

Ağır  radioaktiv  element  nüvələrinin  öz-özünə  iki  element 

(nadir hallarda üç, dörd) nüvələrinə  bölünməsi s p o n t a n  b ö 

l  ü  n  m  ə  adlanır.  Spontan  bölünmə  neytronların  ayrılması  ilə 

baş  verir. 

92

U

232

, 

92

U

235

, 

92

U

238

, 

90

Th

230

, 

90

Th

232

  və  s.  spontan 

bölünmə xassəsinə malikdirlər. Məsələn: 

                                                    

 

605

                             92

U

232

 → 

56

Ba

138

 + 

36

Kr

86

 + 8n 

 

Spontan bölünmə saniyənin hissələrindən tutmuş milyard və 

daha  çox  illəri  əhatə  edən  geniş  zaman  müddətlərində  davam 

edə bilər. 

Radioaktiv parçalanma reaksiyası birinci tərtib reaksiyaların 

kinetik tənliyinə tabedir: 

 

                    

λτ

τ

−

=

e

N

N

0

                                        17.1 

 

Burada  N

τ 

-  τ  zaman  anına  kimi  parçalanmamış  nüvələrin 

sayı, N

0

- nüvələrin ilkin sayı,  λ - isə radioaktivlik sabitidir.

  

 

 

Cədvəl 17.3. Bəzi radioaktiv izotopların parçalanma tipləri və 

yarımparçalanma dövrləri 

 

 

Radıoaktiv  maddələrin  parçalanma  sürətini  xarakterizə  et-

mək üçün yarımparçalanma dövründən istifadə olunur.  

Yarımparçalanma dövrü (τ

1/2

) radioaktiv maddə atomlarının 

ilkin  sayının  2  dəfə  azalmasına  sərf  olunan  zamanı  ifadə  edir.  

τ

1/2

-nun  qiymətini  (17.1)  tənliyi  əsasında  asanlıqla  hesablamaq 

olar. τ=τ

1/2 

- də Nτ =N

0

/2 olduğundan

          

 

Təbii  

radio- 

izotplar 

Parçalan-

manın tipi 

τ ½,  

illərlə 

   Süni 

 radio- 

izotoplar 

Parçalan- 

manın tipi 

τ ½,  

illərlə 

  

Th

232

90

 

α

 

1,39

.

10

10

 

Cs

137

55

 

β

 

30 

  

U

238

92

 

α

 

4,5

.

10

9

 

Sr

90

38

 

β

 

28,8 

  

U

235

92

 

α

 

7

.

10

8

 

2

3

1

H

 

β

 

12,2 

   

C

14

6

 

β

 

5700 

I

132

53

 

β

 

0,022 

(8 sutka) 

 

Ra

226

88

 

α

 

1617 

Li

5

3

 

α

 

10

-21

 san 

 

606

                   τ

1/2

 =  λ

-1

ln2=0,693 λ

-1

                           17.2

 

 

      

 

 

alınar. (17.1) və (17.2) tənlikləri əsasında yaza bilərik:

                

          

               τ = 1/2 τ/0,693lnN

0

/Nτ                                 17.3 

  

 (17.1-17.3)  tənliklərinə  görə  parçalanmadan  sonra  keçən 

vaxtı  τ,  nüvələrin  ilkin  sayını  N

0

  və  yarımparçalanma  dövrünü 

τ

1/2

 təyin etmək olar.  

Radioaktiv  izotopların  parçalanma  dövrü  çox  böyük 

intervallarda yerləşir (cəd.17.3).  

Radioaktiv sıralar. 

Bismut-

dan  sonra  gələn  bütün  element-

lər radioaktivdirlər. Bu element-

lərdən  üçünün: 

Th-232(τ

1/2 

= 

1,39

.

10

10

 il), U-235 (τ

1/2=-

=7

.

10

8

 il), U-

238 (τ

1/2

=4,5

.

10

9

 il) 

yaşama müddəti 

o  dərəcədə  böyükdür  ki,  yerin 

əmələ  gəlməsindən  keçən  4,5-5 

mlrd.  il  müddətində  öz  varlıq-

larını saxlaya bilmişdir. Odur ki, 

bu  elementlər  torium,  uran  və 

aktinouran adlanan ağır radioak-

tiv  elementlərin  təbii  sıralarının 

əmələgətiriciləri 

(əcdadları) 

adlanır.  

 

α

-,  β -  parçalanmalar  bu  sıraların  qurğuşunun  3  davamlı 

izotopu:  

82

Pb

208

,  

82

Pb

207

 və  

82

Pb

206

 ilə qurtarmasına səbəb olur.  

Şək.17.1-də uranın radioaktiv sırası verilmişdir. 

Beləliklə, nüvə mürəkkəb quruluşa malik olub nüklonlardan 

təşkildir. 

Kimyəvi 

elementlərin 

əksəriyyəti 

izotoplar 

qarışığından ibarətdir. Bir çox element atomlarının nüvələri öz-

özünə  parçalanaraq

 

digər    elementlərə

   

çevrilməyə  meyl 

göstərirlər.                                           

 

 

K

ü

tl

ə 

əd

əd

i 

Şəkil 17.1 Uranın radioaktiv 

sırası 

 

 

607

 

17.2. NÜVƏ REAKSĐYALARI

 

 

Yeni  nüvələrin  alınması.  Süni  radioaktivlik. 

Neytron, 

proton,  deytron, 

α

-hissəciklərin  nüvələrlə  və  nüvələrin  bir-

birilə qarşılıqlı təsirindən baş verən reaksiyalar n ü v ə  r e a k s i 

y  a  l  a  r  ı    adlanır.  Đlk  nüvə  reaksiyası  E.Rezerford  tətəfindən 

həyata keçiri-lmişdir (1919): 

 

                   

p

O

He

N

+

→

+

17

8

4

2

14

7

 

 

Nüvə reaksiyalarına bir neçə misal göstərək:                       

 

1. 

n

B

p

H

Be

1

0

9

5

1

1

9

4

)

(

+

=

+

;   

)

(

)

(

4

2

11

6

1

1

14

7

α

He

C

p

H

N

+

=

+

 

                       

2. 

)

(

1

1

14

6

1

0

14

7

p

H

C

n

N

+

=

+

;   

)

(

4

2

56

25

1

0

59

27

α

He

Mn

n

Co

+

=

+

 

 

3. 

)

(

)

(

1

1

30

14

4

2

27

13

p

H

Si

He

Al

+

=

+

α

;

n

C

He

Be

1

0

12

6

4

2

9

4

)

(

+

=

+

α

 

 

Nüvə reaksiyasını sadə şəkildə də yazırlar. Bunun üçün mö-

tərizə içərisində əvvəlcə bombardmançı, sonra isə alınan hissə-

cik, mötərizənin solunda və sağında isə uyğun olaraq götürülən 

və alınan element yazılır. Məsələn, göstərilən nüvə reaksiyaları-

nı qısa şəkildə aşağıdakı kimi yazmaq olar: 

      

      1. 

B

n

p

Be

9

5

9

4

)

,

(

;        

C

p

N

11

6

14

7

)

,

(

α

 

      2. 

C

p

n

N

14

6

14

7

)

,

(

;         

Mn

n

Co

56

25

59

27

)

,

(

α

 

      3. 

Si

p

Al

30

14

27

13

)

,

(

α

;       

C

n

Be

12

6

9

4

)

,

(

α