☰ Mundarija · Fizika

Zarralarni qayd qilish va yemirilish qonuni

Darslar 40–41 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
41

Radioaktiv yemirilish qonuni

Darslik: 167–169-betlar
MaqsadRadioaktivlik (α, β, γ), yemirilish qonuni N = N₀·2^(−t/T), yarim yemirilish davri va aktivlik A = λN ni bilish; masalalarni yechish; radiatsiya xavfsizligi qoidalarini aytish.
Yangi so‘zlar
radioaktivlik · radioactivityyarim yemirilish davri · half-lifeaktivlik · activityBekkerel (Bq) · becquerel (Bq)
Tushuntirish

Radioaktivlik — beqaror yadrolarning o‘z-o‘zidan boshqa yadroga aylanib, zarra yoki nurlanish chiqarishi; uni 1896-yilda A. Bekkerel uran tuzlarida kashf qildi, M. va P. Kyurilar poloniy va radiyni ajratib oldi. Nurlanish uch xil: α — geliy yadrolari, β — elektronlar, γ — yuqori energiyali fotonlar; magnit maydonda α va β qarama-qarshi tomonga og‘adi, γ og‘maydi. Yemirilish tasodifiy: aniq bir yadroning qachon yemirilishini aytib bo‘lmaydi, lekin ko‘p yadroli namunada qonun bajariladi: N = N₀·2^(−t/T) = N₀·e^(−λt), bunda T — yarim yemirilish davri (yadrolar yarmi yemiriladigan vaqt), λ = ln 2/T ≈ 0,693/T — yemirilish doimiysi. Har T da qolgan yadrolar soni 2 marta kamayadi: 1/2, 1/4, 1/8, … Aktivlik A = ΔN/Δt = λN, birligi bekkerel (1 Bq = 1 yemirilish/s). T temperatura, bosim, kimyoviy birikmaga bog‘liq emas, chunki jarayon yadro ichida kechadi. T ba’zi izotoplarda soniyaning bo‘laklaridan milliardlab yillargacha. Radiatsiya xavfsizligi: tabiiy fon (≈ bir necha mSv/yil) doim bor; ortiqcha dozadan saqlanish uchun manbadan uzoqroq turish, ta’sir vaqtini qisqartirish va to‘siq (qo‘rg‘oshin, beton) ishlatish kerak; noma’lum «metall» buyumlarga yoki manbalarga tegmang, topilsa — kattalarga va xizmatlarga xabar bering.

Namunalar
¹⁴C: T = 5730 yil. Qadimiy yog‘och namunasida ¹⁴C ulushi tirik daraxtdagining 25 % ini tashkil qiladi: 25 % = 1/4 = (1/2)², demak t = 2T = 11 460 yil (arxeologiyada yosh aniqlash usuli).
Tibbiyotda tashxis uchun ishlatiladigan ⁹⁹ᵐTc: T ≈ 6 soat. Boshlang‘ich aktivlik 800 MBq, 18 soatdan keyin 3 yarim yemirilish o‘tadi: 800/2³ = 100 MBq. Qisqa T bemor olgan doza kam bo‘lishini ta’minlaydi.
Sinfda faoliyat

Modelni tangalar bilan ko‘rsating: 64 ta tanga tashlang, «gerb» tushganlarini «yemirilgan» deb chetga oling, qolganlarini yana tashlang. Har bosqichdagi qolgan sonlar taxminan 32, 16, 8, … bo‘ladi; jadval tuzib N(t) grafigini chizing. Radioaktiv manbalar bilan tajriba o‘tkazish mumkin emas.

Mashq
1
Yarim yemirilish davri nima?
2
Dastlab 640 yadro, 4 yarim yemirilish davri o‘tdi. Nechta yadro qoldi?
3
λ = 2·10⁻⁶ s⁻¹, N = 10¹² ta yadro. Aktivlik?
4
Nima uchun bitta yadroning yemirilish vaqtini aytib bo‘lmaydi, lekin katta namunaning yarim yemirilish davri aniq?