Ճառագայթաակտիվություն

Մեծ կարգաթիվ ունեցող միջուկները, որոնք կոչվում են ծանր միջուկներ, անկայուն են: Դրանք ժամանակի ընթացքում ինքնակամ փոխակերպվում են ավելի փոքր կարգաթիվ ունեցող միջուկների, միաժամանակ անջատելով էներգիա:

 

Այդ երևույթը հայտնագործել է Անրի Բեկերելը 1896թ-ին, ուրանի աղերի վրա Արևի ճառագայթների ազդեցությունը հետազոտելիս:

Հետագայում Մարիա և Պիեռ Կյուրի ամուսինները հայտնաբերեցին ճառագայթող այլ նյութեր ևս. թորիում` Th, պոլոնիում` Po, ռադիում` Ra և այլն:

 

Ծանր միջուկների ինքնակամ ճառագայթման այդ երևույթը նրանք անվանեցին բնական ռադիոակտիվություն:

Ռադիոակտիվ նյութերի արձակած ճառագայթման ֆիզիկական բնույթը պարզելու նպատակով Էռնեստ Ռեզերֆորդը դրանք անցկացրեց ուժեղ էլեկտրական /մագնիսական դաշտով, որտեղ ճառագայթումը բաժանվեց երեք մասի. մի մասը շեղվեց դեպի ձախ, մյուսը դեպի աջ, իսկ երրորդն ընդհանրապես չշեղվեց:

 

 

Դա նշանակում էր, որ ծանր միջուկների փոխակերպումների հետևանքով ի հայտ են գալիս երեք տիպի ճառագայթումներ, որոնք անվանեցին α ,β և γ ճառագայթումներ:

 

Ուսումնասիրելով շեղված փնջերը, նրանց շեղման չափն ու ուղղությունը, Ռեզերֆորդը պարզեց.

α ճառագայթումը հելիումի միջուկների հոսք է, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի +2e լիցք և He-ի ատոմի զանգված (իր մեջ պարունակում է 2 պրոտոն և 2 նեյտրոն ):

α ճառագայթումը շատ արագորեն կլանվում է անգամ թղթի բարակ շերտի կողմից:

β ճառագայթումն էլեկտրոնների փունջ է, և մասնիկների լիցքը հավասար է −e-ի:

β ճառագայթները անարգել անցնում են թղթի կամ ալյումինե նրբաթիթեղի միջով, իսկ 1մմ հաստությամբ կապարի կամ 5մմ հաստությամբ ալյումինի շերտերը գործնականում լրիվ կլանում են այն:

γ ճառագայթումն ընդհանրապես լիցք չունի, այդ պատճառով չի շեղվում էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտով անցնելիս:

γ ճառագայթումը, կարճ՝ 10−10÷10−13 մ ալիքի երկարությամբ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է:

γ ճառագայթումը համարյա չի փոխազդում միջավայրի հետ և հեշտությամբ անցնում է նյութի միջով: 5սմ հաստությամբ կապարի շերտով γ ճառագայթումը նույնպես չի անցնում:

 

 

Ռադիոակտիվ տրոհման պրոցեսում սկզբնական նյութից առաջանում է նոր նյութ, որը իր ֆիզիկաքիմիական հատկություններով լիովին տարբերվում է սկզբնական նյութից:

Միջուկային փոխակերպումը ուղեկցվում զգալի քանակությամբ էներգիայի անջատմամբ, որն ընդունված է անվանել ատոմային էներգիա:

Էներգիայի անջատումը կարող է տևել տարիներ, առանց զգալի նվազման:

 

Ra-ի կամ Po-ի նման ուժեղ ռադիոակտիվություն ունեցող տարրերը բնության մեջ քիչ են հանդիպում, ուստի գործնականում այդ էներգիան արդյունավետ չէ կիրառության համար: Սակայն անցյալ դարի 30-ական թվականներից ֆիզիկոսներին հաջողվեց ռադիոակտիվ տրոհման ենթարկել նաև բնական ուրանը՝ ռմբակոծելով այն դանդաղ նեյտրոններով: Ուրանի քայքայումն ուղեկցվում է մի շարք ավելի թեթև տարրերի, ինչպես նաև 2−3 նեյտրոնների անջատմամբ, որոնց հարվածների շնորհիվ էլ տրոհվում են ուրանի նորանոր ատոմներ:

 

U92235+n→01Zr4097+Te+252137n01

 

Այդպիսի միջուկային փոխակերպումները կոչվում են շղթայական ռեակցիաներ:

 

Սարքը, որում իրագործվում է ուրանի ատոմների կառավարվող տրոհումը, կոչվում է միջուկային ռեակտոր:

Ռեակտորում ատոմների տրոհման ջերմային էներգիան օգտագործվում է ջուրը գոլորշիացնելու և այդ գոլորշիներով էլեկտրական գեներատորի տուրբինը պտտելու համար:

 

Ռեակտորից, շոգետուրբինից և էլեկտրական գեներատորից կազմված կայանքը կոչվում է ատոմային էլեկտրական:

Ատոմային էլեկտրակայանների տված էներգիան ծառայում է խաղաղ նպատակների և ունի ցածր ինքնարժեք:

Հայաստանում 1979թ-ից իր լրիվ հզորությամբ աշխատում է Մեծամորի ատոմակայանը: Այն տալիս է Հայաստանում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի մոտ 40%-ը:

 

 

Փոքր չափերի ատոմային կայանքներ տեղադրվում են նաև նավերի և սուզանավերի վրա:

 

 

Չկառավարվող շղթայական միջուկային ռեակցիաները ուղեկցվում են ահռելի քանակի ճառագայթային և ջերմային էներգիայի անջատմամբ և կիրառվում է միջուկային ռումբերում:

 

Ատոմային ռումբի պայթյունը կարող է առաջացնել վիթխարի ավերածություններ և հողի, օդի արհեստական ռադիոակտիվություն, որն անչափ վնասակար է կենդանի օրգանիզմների, մարդու համար: