Geyger-Nuttall qonuni

Yadro fizikasida Geiger-Nuttall qonuni yoki Geiger-Nuttall qoidasi radioaktiv izotopning parchalanish konstantasini chiqarilgan alfa zarrachalarining energiyasi bilan bog'laydi. Taxminan aytganda, qisqa umr ko'radigan izotoplar uzoq umr ko'radiganlarga qaraganda ko'proq energetik alfa zarrachalarini chiqaradi.

Aloqa shuni ko'rsatadiki, yarim umrning parchalanish energiyasiga eksponensial bog'liqdir, shuning uchun yarim umrdagi juda katta o'zgarishlar parchalanish energiyasida va shuning uchun alfa zarracha energiyasida nisbatan kichik farqlarni keltirib chiqaradi. Amalda, bu shuni anglatadiki, barcha alfa chiqaradigan izotoplardan olingan alfa zarralari yarim yemirilish davridagi ko'plab kattalikdagi farqlarga qaramay, barchasi bir xil parchalanish energiyasiga ega.

1911 yilda Hans Geyger va Jon Mitchell Nuttall tomonidan parchalanish konstantasi va havodagi alfa zarrachalar diapazoni o'rtasidagi bog'liqlik sifatida ishlab chiqilgan zamonaviy ko'rinishida Geiger-Nuttall qonuni.

log

10

⁡

T

1

/

2

=

A
(
Z
)

E

+
B
(
Z
)

{\displaystyle \log _{10}T_{1/2}={\frac {A(Z)}{\sqrt {E}}}+B(Z)}

qayerda

T

1

/

2

{\displaystyle T_{1/2}}

yarim yemirilish davri, E umumiy kinetik energiya (alfa zarrasi va qiz yadrosi), A va B esa izotopning atom raqami Z ga bog'liq bo'lgan koeffitsientlardir. Qonun atom raqami va hatto atom massasiga ega bo'lgan yadrolar uchun eng yaxshi ishlaydi. Juft-toq, toq-juft va toq-toq yadrolar uchun tendentsiya hali ham mavjud, ammo unchalik aniq emas.

Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekisto Milliy Universiteti Fizika fakulteti talabasi Do'stmuhamedova Shahzoda tomonidan wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.

Klaster parchalanadi

Geiger-Nuttall qonuni hatto geliydan kattaroq atom yadrolari, masalan, kremniy va uglerod ajralib chiqadigan klaster parchalanishini parchalanishni tasvirlash uchun kengaytirilgan.

Chiqarish

Ushbu qonunni chiqarishning oddiy usuli atom yadrosidagi alfa zarrachani qutidagi zarracha sifatida ko'rib chiqishdir. Zarracha kuchli o'zaro ta'sir potentsiali mavjudligi sababli bog'langan holatda . U doimiy ravishda bir tomondan ikkinchisiga sakrab o'tadi va potentsial to'siq orqali to'lqin tomonidan kvant tunnel qilish imkoniyati tufayli, har safar u sakrab o'tib, uning qochishi uchun kichik ehtimollik bo'ladi.

Ushbu kvant mexanik ta'sirini bilish ushbu qonunni, shu jumladan koeffitsientlarni to'g'ridan-to'g'ri hisoblash orqali olish imkonini beradi. Bu hisob birinchi marta 1928 yilda fizik Jorj Gamov tomonidan amalga oshirilgan

Ma'lumotnomalar

uz.wikipedia.org

Sun'iy intellekt javobi:

Geyger-Nuttall qonuni — bu radioaktivlik sohasidagi muhim qonunlardan biri bo‘lib, u alpha-nurlanishning yarim parchalanish davri (yarim umr) va chiqarilgan alfa zarralarining energiyasi o‘rtasidagi bog‘liqlikni ifodalaydi. Ushbu qonun 1911-yilda Germaniyalik fizik Xans Geyger va Aleksandr Nattall tomonidan kashf etilgan.

Geyger-Nuttall qonunining mazmuni

Geyger-Nuttall qonuniga ko‘ra, radioaktiv moddalarning alfa parchalanishi jarayonida berilgan alfa-zarraning kinetik energiyasi qanchalik katta bo‘lsa, o‘sha moddaning yarim parchalanish davri shunchalik qisqa bo‘ladi. Ya’ni, alfa zarrachalarining energiyasi bilan parchalanishning tezligi orasida bevosita bog‘liqlik mavjud.

Bu qonunni ifodalovchi matematik formulasi quyidagicha yoziladi:

[ \log{10} T{1/2} = a \frac{Z}{\sqrt{E}} + b, ]

bu yerda:

( T_{1/2} ) — nuqtaning yarim parchalanish davri (sekundlarda yoki yillarda),
( Z ) — o‘zakning atom raqami,
( E ) — chiqarilgan alfa zarrachalarining energiyasi (MeVda),
( a ) va ( b ) — eksperimental ravishda aniqlangan konstantalar.

Qonunning ahamiyati

Alpha parchalanishining mexanizmini tushunishda — Geyger-Nuttall qonuni alfa-parchalanish jarayonining tunellya o‘tish (quantum tunneling) mexanizmi bilan bog‘liq ekanligini ko‘rsatdi. Ya’ni, alfa zarrasi atom yadrosi kuch maydonining to‘sig‘ini kvant mexanikasi orqali tunel effekti orqali kesib o‘tadi.
Yarim parchalanish davrini taxmin qilishda — ayniqsa yangi noma’lum radioaktiv isotoplarni o‘rganishda alfa zarrachalarining energiyasi o‘lchanib, ularning parchalanish vaqti taxmin qilinishi mumkin.
Radioaktivlik va yadroviy energetika sohasida — Geyger-Nuttall qonuni yadroviy parchalanish jarayonlarini modellashtirish hamda yadroviy stabilitetni tahlil qilishda asosiy nazariy asoslardan biridir.

Misol

Masalan, ayrim radioaktiv izotoplarda alfa zarrachalarining energiyasi yuqori bo‘lsa, ularning yadro parchalanishi tez ro‘y beradi (ya’ni yarim umr juda qisqa bo‘ladi). Aksincha, alfa zarralarining energiyasi past bo‘lsa, ular uzoq vaqt davomida stabl turadi.

Xulosa

Geyger-Nuttall qonuni kvant mexanikasi uchun muhim dalil bo‘lib, alfa parchalanish jarayonining energiya-vaqt munosabatini aniq belgilaydi. Bu qonun radioaktivlik nazariyasi va yadroviy fizikani rivojlantirishda katta ahamiyatga ega.

Agar sizga qo‘shimcha ma’lumot yoki misollar kerak bo‘lsa, so‘rashingiz mumkin!