Nukleerka Nukleerka: Nidaamka kala qaybinta nukleelka atomiga. Falcelin Nukliyeer

Maqaalkani wuxuu tilmaamayaa sida qalabka nukliyeerku yahay, sida nidaamkan loo helay oo loo sharraxay. Waxay muujinaysaa isticmaalka iyada oo ah isha tamarta iyo hubka nukliyeerka.

"Waa lama huraan" atom

Qarnigii 21-aad ee qarnigii koobaad waxaa la soo dhejiyey ereyada "tamarta atomiga", "nukliyeerka nukliyeerka", "qashinka raadiyeyaasha". Wixii kasta oo hadda iyo ka dibna wargeysyada wargeysyada ayaa muujinaya fariimo ku saabsan suurtogalnimada sunta shucaaca ee ciidda, badda, barafka Antarctic. Si kastaba ha noqotee, qof caadi ah ayaa inta badan aan si fiican u qiyaasi karin nooca sayniska iyo sida ay u caawiso nolol maalmeedka. Waxaa habboon in la bilaabo, laga yaabee, taariikhda. Laga soo bilaabo su'aasha ugu horreysa ee uu weydiistay nin si wanaagsan loo daryeeli jiray oo labisan dharka, wuxuu ahaa mid xiiso leh sida adduunka u shaqeeyo. Sida ilkuhu u arkeen, sababta uu dhegaha u dhageysto, biyaha ka baddala dhagaxa - taasi waa waxa ka walwalsan baqashada bilowga. Dib ugu noqoshada Hindiya iyo Giriigga hore, maskaxadaha qaarkood waxay u maleynayaan in ay jiraan waxyaabo yar yar (waxaa sidoo kale loo yaqaan "aan la qeybin karin") kuwaas oo leh lahaansho alaabeed. Farmashiyeyaasha Dhexdhexaadiyeyaashu waxay caddeeyeen fekerka kuwa caqliga leh, iyo qeexidda casriga casriga ah ee asalkiisu waa sida soo socota: hal atom ayaa ah qaybta ugu yar ee walaxda ah ee ah siduu yahay hantida.

Qaybaha atomka

Si kastaba ha ahaatee, horumarinta tiknoolijiyada (gaar ahaan, sawir qaadidda) ayaa horseeday xaqiiqda ah in atomku istaagay in loo tixgeliyo qaybta ugu yar ee suurtogalka ah ee arrinta. Inkasta oo hal unug uu yahay mid dhexdhexaad ah, aqoonyahanadu si deg deg ah ayey u ogaadeen in ay ka kooban tahay laba qaybood oo leh kharashyo kala duwan. Tirada qaybaha si wanaagsan loo soo dallaco ayaa magdhowaya tirada qaybaha xunxun, sidaas awgeed atomigu wuu dhexdhexaad yahay. Hase yeeshee, ma jirin qaab lagu qiimeeyo atom. Tan iyo waqtigaas fiisikiska casriga ah ayaa weli ah mid aad u sarreeya, fikrado kala duwan ayaa la sameeyay.

Noocyada Atom

Markii ugu horraysay, ayaa la soo jeediyay "model-liin". Xukunka wanaagsan wuxuu u muuqday inuu buuxin karo dhamaanba goobta atomka, iyo sida, sida sabiibta lo'da ah, khasaare xun ayaa loo qaybiyey. Caanka ah tijaabo ah Rutherford aqoonsaday soo socda: waa element aad u culus oo ay la socoto lacag fiican (xuduntii), oo waxay hareereeyeen la electrons badan fududee ee xarunta of eb ah. Cabbirka nukleus waa boqollaal jeer oo ka culus inta laysku daro dhammaan electrons (waa 99.9 boqolkiiba tirada guud ee atomiga oo dhan). Sidaa darteed, qaabka qorshaynta ee Bohr atom ayaa dhashay. Si kastaba ha noqotee, qaar ka mid ah xubnahooda waxay ka soo horjeedaan fiisikiska casriga ah wakhtigaas. Sidaa darteed, farsamo cusub oo cusub ayaa lagu sameeyay. Iyada oo muuqaalka muuqaalkeeda, mudada aan qarsooneyn ee sayniska ayaa bilowday.

Atom iyo raadiyaha

Laga soo bilaabo dhammaan wixii kor lagu soo sheegay, waxay noqonaysaa cad in nukleus yahay qayb culus oo si khafiif ah loo soo oogay oo ka mid ah atom, taas oo ka kooban buluug. Marka quantization tamarta iyo booska uu ka electron ah orbiting eb ayaa si fiican u bartay, waa wakhti in ay fahmaan nooca xuduntii qaaradda. Si gargaarku u yimaadaa radiyaha firfircoon ee lama filaanka ah. Waxay ka caawisay in la soo bandhigo nuxurka qaybta dhexe ee weyn ee atom, maxaa yeelay ilgaamiyaha raadiyaha waa foorida nuclei. Marka laga soo tago qarnigii sagaalaad iyo labaatankii qarniyo, helitaankii ayaa midba midka kale ku dhacay. Xalka qadarka ee hal dhibaato ayaa sababtay baahida loo qabo in la sameeyo tijaabooyin cusub. Natiijada tijaabooyinka waxay abuurtay aragtiyo iyo aragtiyo loo baahan yahay in la xaqiijiyo ama la diido. Badanaa helitaankii ugu weynaa ayaa u muuqda sababtoo ah waxay ahayd sidan oo kale in qaaciddu ay noqotey mid ku habboon xisaabaadka (sida, tusaale ahaan, Quantity Planck). Xitaa bilowga xilligaan, saynisyahannadu waxay ogaadeen in cusbooyinka uraniumku muujinayaan filin muuqaal ah, laakiin ma ayan ka shakin in ficilka nukliyeerka uu ahaa wadnaha of this phenomenon. Sidaa daraadeed, raajo-daca ayaa la darsay si loo fahmo nooca qalafsan ee nukleus. Runtii, shucaaca waxaa soo saarey wareegga koobi, laakiin ma cadda sida saxda ah. Lamaanayaasha Curie waxay nadiifiyeen radium iyo polonium nadiif ah, iyagoo si wax ku ool ah u shaqeynaya macdanta yurub si ay uga jawaabaan su'aashan.

Raadinta shucaac raadiyaha

Rutherford wuxuu wax badan ka qabtay in uu barto qaab-dhismeedka atomka, waxaana uu gacan ka geystay cilmi baarista sida nukleerka ah ee nucleusku u dhacayo. Cilmi-yaqaanka ayaa soo geliyay shucaaca ay soo saartey walxaha shucaaca ee ku jira bakhaarka magnetka waxana uu helay natiijo cajiib ah. Waxaa shaaca ka qaaday in shucaaca uu ka kooban yahay sadex qaybood: mid ayaa dhexdhexaad ah, iyo laba kale - si wanaagsan oo si xun loola soo eedeeyay. Daraasadda nukliyeerka nukliyeerka ayaa bilowday go'aaminta qaybaheeda. Waxaa la caddeeyay in nukleus kala qaybin karo, iska bixin qaar ka mid ah eedeymaha wanaagsan.

Qaabka nukleus

Later waxaa la ogaadey in nukleus atomic ka kooban yahay ma aha oo kaliya qaybo wanaagsan oo lagu eedeeyay protons ah, laakiin sidoo kale qaybo dhexdhexaad ah ee nutrons. Dhammaantood waxaa lagu magacaabaa nucleons (laga bilaabo Ingiriisi "nucleus", nukleus). Si kastaba ha ahaatee, saynisyahanada ayaa markale dhibaato ka soo gaadhay dhibaatada: qiyaasta nucleus (taas oo ah, tirada nucleons) had iyo jeer looma baahna eedeymaheeda. Hydrogen, nukleus wuxuu leeyahay talaabo of +1, iyo tiro waxay noqon kartaa saddex, iyo laba, iyo mid. Kowadka xiga waxaa raacaya kharashka +2 nucleus ee miisaanka mudada gawaarida, halka xuddunku ka kooban yahay 4 illaa 6 nucleons. Tilmaamo badan oo isku dhafan ayaa leh tiro badan oo tiro badan oo kala duwan oo leh isku mid ah. Is-beddelka noocyada kala duwan ee aaladaha waxaa loo yaqaan isotopes. Qaar ka mid ah isotopes waxay caddeeyeen in ay yihiin kuwo xasilloon, halka kuwo kalena ay si dhaqso ah u burburiyeen, tan iyo markii nukliyarka nukliyeerka u ahaa iyaga u gaar ah. Mabda 'maxay ahayd mabda'a nukleons xasiloonida nukleerka ku habboon? Maxay ahayd sababta kaliya ee lagu daray hal nutron oo ah nucleus culus oo si buuxda u deggan oo u horseeday kala qaybsanaanta, si loo sii daayo radioactivity? Si khaas ah, jawaabta su'aalkan muhiimka ah weli lama helin. Waxaa lagu tijaabiyey in qaababka xasilloon ee nuclei atomi u dhiganta qadar qaddar ah protons iyo nutrons. Haddii ay ku jirto nucleus 2, 4, 8, 50 nafaqo iyo / ama protons, ka dibna nucleus ayaa si aan caadi ahayn u deggan. Lambarradan waxaa loo yaqaan 'magical' (waxaana lagu magacaabay saynisyahanno qaangaar ah, kuwa nukliyeerka nukliyeerka). Sidaa darteed, farqiga nuclei waxay ku xiran tahay hadba sida ay tahay, taas oo ah, tirada tirada nucleons ee soo galaya.

Baxsho, qolof, qolof

Ogow qodobka ka mas'uulka ah xasilloonida kernel, waqtigaan suurtagal ahayn. Waxaa jira aragtiyo badan oo ah qaabka dhismaha atomka. Saddexda ugu caansan iyo kuwa horumaray ayaa inta badan iska horimaanaya arrimaha kale. Sida ugu horeysa, nukleus waa dhibco ah dareere nukliye ah oo gaar ah. Sida biyaha, waxaa lagu gartaa dheecaan, dareenka dusha sare, fiyuuska iyo suuska. In qaabka qolof ah ee asaasiga ah, sidoo kale, waxaa jira heerarka tamarta qaarkood oo ka buuxsamay nucleons. The saddexaad sheegaysaa in xudunta - dhexdhexaad ah in uu awoodo in uu refract Milanello gaar ah (de Broglie), kuna waari dhexdeeda index ka Refractive - waa tamarta iman kara. Si kastaba ha ahaatee, ma jirto qaab astaan u ah inay si buuxda u sharaxdo sababta, qiyaasta muhiimka ah ee walxahan kiimikada ee gaarka ah, kala qaybinta nukleus wuxuu bilaabmaa.

Waa maxay burburka

Raadsashada, sida kor ku xusan, waxaa laga helay walxaha laga heli karo dabeecadda: uranium, polonium, radium. Tusaale ahaan, maadado cusub, macdanta saafiga ah waa raadiye firfircoon. Nidaamka kala qaybsan ee kiiskani wuxuu noqon doonaa mid iska caadi ah. Iyadoo aan jirin saameyn dibadeed, tiro yaryar oo atomi ah oo uranium ah ayaa soo saari doona qaybo ka mid ah alfa, si isdabajoog ah u beddesho tamarta. Waxaa jira tilmaame loo yaqaan nolosha nuska. Waxay muujinaysaa, waqtiga goorta laga bilaabo tirada bilowga ee qayb ka mid ah waxaa jiri doona qiyaastii nus. element kasta radioactive bar-nolosha ee u gaar ah - ka tiro yar oo labaad a in California in boqolaal kun oo sano uranium iyo cesium. Hase yeeshee, waxaa sidoo kale jira raadiye firfircoon. Haddii nuklei atomiiga la duubo qowmiyado ama alfa (helium nuclei) oo leh tamar sare oo jilicsan, waxay "kala qaybsanaan karaan". Farsamooyinka isbedelka, dabcan, way ka duwan tahay sida hooyada uurka leh ee jaceylku u jabsaday. Si kastaba ha noqotee, isbarbardhig kale ayaa la raadraacayaa.

Tamarta atomiga

Illaa iyo hadda ma aanan ka jawaabin suaalaha la taaban karo: meeyee tamartu waxay qaadataa nukleuska? Si aan u bilowno, waxaan u baahannahay inaan caddeeyo in marka qaabka nucleus, ficilada gaarka ah ee nukleerka, oo loo yaqaano isdhexgalka xooggan. Maadaama mawduuca uu ka kooban yahay difaac wanaagsan, su'aashu waxay ku xiran tahay sida ay u wada joogaan, sababtoo ah xoogagga qalabka korontada waa inay si xoog leh uga jajabaan midba midka kale. Jawaabtu waa mid fudud oo maahan: nucleus waxaa lagu hayaa kharashka si aad u dhakhso badan u dhexdhexaad ah nucleons by qaybaha gaarka ah. Xidhiidhkani wuxuu ku noolyahay si aan caadi ahayn. Sida ugu dhakhsaha badan ee is-dhaafsiga pions waa la joojiyaa, nucleus ayaa ku dhaca. Waxa kale oo la og yahay in tirada muhiimka ah ay ka yar tahay wadarta dhammaan qeybaha nucleons. Xaaladdan waxaa loogu yeeray cilladda culeyska. Xaqiiqdii, tirada maqan waa tamar loo isticmaalo ilaalinta sharafta asaasiga ah. Sida ugu dhakhsaha badan ee qeyb ka mid ah nucleus atom ayaa kala gooni ah, tamartaas ayaa la sii daayo oo loo rogay inay kuleysato dhirta tamarta nukliyeerka. Taasi waa, tamarta nukliyeerka nukliyeerka waa muujin muuqaal ah oo ku saabsan qaabka caan ah Einstein. Xasuustaan, formula ah oo akhrinaya sida: tamar iyo mass waxaa loo roggi karaa kasta oo kale (E = mc ^2).

Aragtida iyo Tababarka

Hadda waxaan ka wada hadalnay sida helitaankani si qoto dheer loo adeegsado nolosha si loo abuuro gigawatts of electricity. Ugu horreyn, waa in la ogaadaa in falcelinta la xakameeyey, isticmaalka nukliyeerka adag lagu isticmaalo. Inta badan, waa uranium ama polonium, kaas oo lagu duuliyo nukliyal dhakhso ah. Marka labaad, midna ma dhicin in la fahmo in fidinta nuclei ay la socoto abuurista nutros cusub. Natiijada, tirada nutrons ee aagga fal-celinta ayaa awood u leh inay si dhakhso ah u koraan. Mid kasta oo dhexdhexaad ah wuxuu ku dhacaa nuclei oo cusub, waliba wuu kala qaybiyaa, taas oo keenta kororka sii deynta kuleylka. Tani waa fal-celinta silsiladda ee nukliyeerka. Kobaca aan la xakameynin ee tirada niyoolojiga ee fal-dambiyeedka ayaa keeni kara qarax. Tani waa waxa ka dhacay 1986-dii shirkadda korontada ee Chernobyl. Sidaa darteed, aagga dareen-celinta, waxaa jira had iyo jeer walax oo nuugaya nuddarrada xad-dhaafka ah, ka hortagga musiibo. Waa shaxan qaab ah ulaha dheer. Heerka fiisada ee nuclei ayaa hoos u dhigi kara adigoo ulajiraya ulaha qaybta falcelinta. Isla'egta reaction nuclear waxaa si gaar ah u sameeyey walax kasta oo firfircoon iyo shucaaca duqeynaya Qurub ay (electrons, protons, qurubyada alfa). Si kastaba ha ahaatee, soo saaridda tamarta ugu dambaysa waxaa lagu xisaabiyaa sida ku cad sharciga ilaalinta: E1 + E2 = E3 + E4. Taasi waa, tamarta guud ee nucleuska hore iyo qaybta (E1 + E2) waa inay la mid noqdaan tamarta nukleus ee soo dhalatay iyo tamarta lagu xoreeyay foomka bilaashka ah (E3 + E4). Nidaamka falcelinta nukliyeerka ayaa sidoo kale muujinaya waxa walaxda la soo saaro ee ka dhashay burburka. Tusaale ahaan, uranium U = Th + He, U = Pb + Ne, U = Hg + Mg. Looma muuqan isotopes ee kiimikooyinka, laakiin tani waa muhiim. Tusaale ahaan, waxaa jira inta ugu badan saddexda fursadood ee loogu talagalay abuurista uranium, taas oo ah isotopes kala duwan ee neefta iyo neon la sameeyay. Ku dhawaad boqol boqolkiiba kiisaska, fal-celinta nukliyeerka ayaa keena isotopes raadiyo. Taasi waa, guntii yari waxay soo saartaa tiknooloojiyada raadiyaha. Thorium waxay awood u leedahay in ay kala-baxdo protactinium, in - loo yaqaan actinia, iyo wixii la mid ah. Raadiyo firfircoon ee taxanahan waxay noqon kartaa bismuth iyo titanium. Xitaa hydrogen, oo ka kooban laba protons oo ku jira nukleus (heerka qiyaasta korontada), waxaa lagu magacaabaa si kala duwan - deuterium. Biyaha waxaa lagu sameeyey hodheer sida noocan oo kale ah waxaana lagu buuxiyaa wareegga koowaad ee reerihii nukliyeerka.

Aamusiin aan nabad ahayn

Tusaalooyinkaas oo kale sida "dagaal jilicsan", "dagaal qabow", "hanjabaadda nukliyeerka" nin dhalinyaro ah ayaa u muuqda mid taariikh ah oo aan ku habboonayn. Laakiin hal mar, arrin kasta oo warar ah oo ku saabsan dhammaan dunida oo dhan waxaa la socday warar ku saabsan inta nooc ee hubka nukliyeerka la soo saaray iyo sida loola macaamilo. Dadku waxay dhisteen xayawaan dhulka hoostiisa ah waxayna sahay u sameeyeen xilliga qaboobaha nukliyeerka. Qoysaska oo dhan waxay u shaqeynayeen si ay u dajiyaan magangalyo Xitaa isticmaalka nabdoon ee falcelinta nukliyeerka ayaa keeni kara dhibaato. Waxay u egtahay in Chernobyl uu bini'aadan bartay saxnaanta aaggan, laakiin waxyaalihii adduunka ayaa noqday mid xooggan: dhulgariirkii Japan wuxuu waxyeeleeyay xoojinta xooggan ee farsamada nukliyeerka Fukushima. Awoodda jawaab celinta nukliyeerka ayaa aad u sahlan in la isticmaalo burburinta. Tiknoolajiyayaashu waxay u baahan yihiin oo keliya inay xaddidaan awoodda qaraxa, si aanay u burburin meeraha oo dhan si qaldan. Bambooyinka "bani'aadanimada" ugu badan, haddii loo yeeri karo sidaa daraadeed ha u nadiifin deriska shucaaca. Guud ahaan, waxay inta badan isticmaalaan falceliska silsiladda aan xakamayn. Waxa ay isku dayayaan in ay ka fogaadaan xarumaha tamarta nukliyeerka waa la duqeeyey hab aad u sarreeya. Wixii kasta oo dabiici ah shucaac ah, waxaa jira tiro aad u muhiim ah oo ah arrin saafi ah taas oo falcelinta gawaarida ay ka soo baxdo lafteeda. Urur ahaan, tusaale ahaan, waa kiilo kiilo oo keliya. Maadaama uranium aad u culus yahay, kaliya waa bir yar oo birta ah 12-15 sentimitir dhexdhexaad ah. Bambooyinkii ugu horeeyay ee Atamiga ah ayaa hoos u dhacay Hiroshima iyo Nagasaki waxaa lagu sameeyey mabda'a: laba qaybood oo kala duwan oo ka mid ah uraniumada saafiga ah ayaa si fudud loo xirxiray waxayna keentay qarax argagax leh. Hubka casriga ahi waa mid aad u adag. Si kastaba ha noqotee, waa in aan la ilaawin qiyaasta muhiimka ah: inta u dhaxaysa walxaha yaryar ee qalabka shucaac raadraaca inta lagu jiro kaydinta waa in ay ahaato caqabado aan u oggolaaneynin inay ku xirmaan qaybo.

Ilaha shucaaca

Dhamaan walxaha leh xajmiga atom-nucleus ee ka weyn 82 waa shucaac. Ku dhawaad dhammaan walxaha kiimikada ee khatarta ah waxay leeyihiin raadiyaal shucaac ah. Xoogga weyn ee asaasiga ah, yaraanta nolosheeda. Qodobada qaar (sida california) waxa kaliya oo la heli karaa si dabiici ah - iyaga oo garaacaya jajab culus oo leh walxaha khafiifka ah, inta badanna xawaaraha. Maaddaama ay aad u degganaan waayeen, ma ay jiraan xayawaanka dhulka: marka ay sameysteen meeraha, waxay si dhakhso ah u burburiyeen waxyaabo kale. Maaddooyinka leh nuclei khafiif ah, sida uranium, waa la soo saari karaa. Nidaamkan dheer, ee ku habboon macdanta macdanta xitaa tufaaxa hodanka ah, waxay ka kooban tahay wax ka yar hal boqolkiiba. Habka seddexaad, laga yaabee, waxay muujinaysaa in xilligii geedka cusubi uu horey u bilaabmay. Tani waa saaridda walxaha raadiyaha leh ee qashinka raadiyowga. Ka dib markaad shidaalka ka shaqeyso saldhigga korontada, kuugu jirta maraakiibta ama maraakiibta diyaaradaha, isku dhafka yuraaniyamka koowaad iyo walxaha kama dambaysta ah, natiijada fedraalka, waa la helayaa. Waqtigan xaadirka ah waxaa loo arkaa qashinka nukliyeerka adag iyo waa su'aal deg-deg ah oo ku saabsan sida loo tuurayo si aanay u daadin deegaanka. Hase yeeshee, waxay u badan tahay in mustaqbalka dhow diyaar u ah walxo shucaac ah (tusaale ahaan, polonium) laga soo saari doono qashinkaas.