Տեսություն

Միջուկային ռեակցիաներ
Այն ռեակցիաները, որոնց ժամանակ տեղի է ունենում ատոմների միջուկների բաղադրության փոփոխություն, կոչվում են միջուկային ռեակցիաներ:
000051.jpg
 
Ատոմի կառուցվածքի վերաբերյալ տեսակետների զարգացումը դիտարկելիս խիստ կարևորվեց ռադիոակտիվության երևույթը, որը հայտնաբերվել է դեռևս \(1896\)թ. ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ա. Բեքերելի կողմից:
 
Portrait_of_Antoine-Henri_Becquerel.jpg
Ա. Բեքերել
Ռադիոակտիվությունը ատոմների որոշ իզոտոպների ինքնաբերաբար տրոհվելու երևույթն է, որի ընթացքում արձակվում են ռադիոակտիվ ճառագայթներ:
Դրանք բաղկացած են α-մասնիկներից (հելիումի ատոմի միջուկներ), β-մասնիկներից (էլեկտրոններ) և γ-ճառագայթներից (գերկարճ ալիքի երկարություն ունեցող էլեկտրամագնիսական ալիքներ):
 
Ի դեպ՝ ռադիոակտիվ ճառագայթները թափանցում են շատ նյութերի մեջ և անցնում անարգել (օրինակ՝ թուղթ, ցինկի թիթեղ), իսկ կապարի հաստ շերտով չեն անցնում:
 
n1.jpg   
 
Միջուկային ռեակցիաները բաժանվում են հիմնականում երկու խմբի՝ միջուկային տրոհում և միջուկային սինթեզ:
Եթե իզոտոպի միջուկից արձակվում է α-մասնիկ, ապա այն կոչվում է α-տրոհում:
Օրինակներ՝
 
0f7f02011e58bdfecd672f75712a5998.jpg
 
Alphae.gif
Եթե իզոտոպի միջուկից արձակվում է β-մասնիկ, ապա այն կոչվում է β-տրոհում:
Օրինակներ՝                                                                             
 
63938_html_m704abd.png
 
time-nuclear-2-beta.jpg
 
Որոշ տարրերի բնական իզոտոպներ ռադիոակտիվ են, ինքնաբերաբար տրոհվում են որոշակի կիսարոհման պարբերությամբ:
 
Օրինակ ուրան-\(235\) իզոտոպի տրոհումը մինչև կապար-\(207\) կայուն իզոտոպի կատարվում է ըստ հետևյալ նկարի, որտեղ բերված են նաև համապատասխան իզոտոպների կիսատրոհման պարբերությունները:
 
 raspad.jpg
 
Ինչպես նկատեցիր, տարրի β-տրոհման հետևանքով ստացված նոր տարրի զանգվածային թիվը նույնն է, իսկ ատոմային համարը մեկ միավորով մեծ է ելային տարրի ատոմային համարից, քանի որ ելային տարրի միջուկում առկա նեյտրոններից մեկը վերածվում է պրոտոնի:
                                                        
 1_5254fe3d137755254fe3d137b3.jpg
 
α-տրոհման ժամանակ իզոտոպի ատոմային համարը փոքրանում է երկու միավորով, իսկ զանգվածյին թիվը՝ չորս միավորով: Սրանք α- և β-տրոհումների «տեղաշարժի» սկզբունքներն են, որ հայտնաբերվել են ավելի վաղ քան ատոմի կառուցվածքը:
 
0010-010-Radioaktivnye-prevraschenija.jpg
 
Բնական պայմաններում \(93\) և ավելի մեծ ատոմային համար ունեցող տարրերը (տրանսուրանային տարրերը) չեն հանդիպում: Դրանք, ներառյալ \(118\)-րդ տարրը, ստացվել են արհեստական ճանապարհով, հանրահայտ գիտական կենտրոններում, որոնք գտնվում են ԱՄՆ Բերկլի և ՌԴ Դուբնա քաղաքներում:
 
Ի դեպ՝ Դուբնայում միջուկային սինթեզի աշխատանքները ղեկավարում է մեր հայրենակից, միջուկային ֆիզիկայի և քիմիայի խոշորագույն մասնագետ, ակադեմիկոս Յուրի Հովհաննիսյանը:
 
3852514.jpg
                      Յուրի Հովհաննիսյան
 
Միջուկային ռեակցիաները հավասարեցնելիս պետք է առաջնորդվել լիցքի և զանգվածի պահպանման օրենքներով:
Լիցքերի գումարը և զանգվածների գումարը հավասարման ձախ և աջ մասերում պետք է հավասար լինեն.
 
3-01.png
               Ըստ բերված նկարի՝ \(88=86+2\)  և  \(226=222+4\)
 
Հայտնի են բազմաթիվ, գործնական կիրառություն ունեցող արհեստական միջուկային ռեակցիաներ: Ի դեպ՝ առաջին արհեստակամ միջուկային ռեակցիան իրականացրել է Է.Ռեզերֆորդը \(1919\) թվին՝ N714+HeO+H1181724
 
Օրինակ՝
 
Ուրան-\(235\) իզոտոպը մեծ էներգիա ունեցող նեյտրոնի հետ բախվելիս բաժանվում է երկու նոր բեկորների՝ արձակելով \(2-3\) նեյտրոն, որոնք կարող են տրոհել ուրանի ևս \(2-3\) ատոմ և այսպես շարունակ:
 
Ուրանի որոշակի զանգվածում զարգանում է միջուկային շղթայական ռեակցիա, անջատվում է հսկայական էներգիա և, ընդամենը մեկ միկրովայրկյանի (106 վ) ընթացքում տեղի է ունենում միջուկային պայթյուն (ատոմային ռումբ):
 
f435e69d6dd60687ae23465644b2cf34.jpg
 
Միջուկային ռեակցիաների ժամանակ էներգիայի փոփոխությունը չափազանց մեծ է և, ըստ Ա. Էյնշտեյնի հանրահայտ հավասարման՝ E=mc2, կամ՝  Δm=ΔE/c2, որտեղ \(E\)-ն էներգիան է, \(m\)-ը՝ զանգվածը, իսկ \(c\)-ն՝ լույսի արագությունը վակումում, զգալի կլինի նաև զանգվածի փոփոխությունը (զանգվածի դեֆեկտ, կորուստ):
 
Իսկ միջուկային շղթայական ռեակցիան կառավարելիս այն չի վերածվում պայթյունի, այլ ատոմային էլեկտրակայաններում վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:
 
1374161248_nuclear_power_station.jpg
 
Նկարում բերված է ատոմակայանի աշխատանքի սկզբունքային ուրվագիրը:
  
Մենք կողմնակից ենք «խաղաղ ատոմ»-ին:
 
iStock_000075236449_Large.jpg
 
Անհամեմատ ավելի շատ էներգիա է անջատվում միջուկային սինթեզի ռեակցիաների ժամանակ, երբ իրար են միանում փոքր ատոմային համար ունեցող տարրերի իզոտոպները:
 
Օրինակ՝
 
Արեգակի և շատ այլ աստղերի շիկացած վիճակում գտնվելը պայմանավորված է ջրածնից հելիումի առաջացումով՝ ըստ հետևյալ միջուկային սինթեզի:
 
1.png
Աղբյուրները
Ա․ ԽԱՉԱՏՐՅԱՆ, Լ․ ՍԱՀԱԿՅԱՆ
Քիմիա-10, Երևան-2010