Bogʻlanish energiyasi. Bogʻlanish energiyasi deb, nuklonlarga kinetik energiya bermasdan nuklonlar orasidagi bogʻlanishni (oʻzaro aloqani) uzish uchun kerak boʻlgan energiyaga aytiladi. Massa defekti. Bu energiyani yadrodagi nuklonlaming oʻzaro taʼsir (yadro kuchlar) qonuniyati hozircha nomaʼlum boʻlsa ham, energiyaning saqlanish qonuni va nisbiylik nazariyasining massa bilan energiya orasidagi bogʻlanish ifodasi E = me1 dan foydalanib topish mumkin. Agar yadroning massasi — M (A, Z)ni, uni tashkil qilgan nuklonlar massa soniga toʻg ‘ri keluvchi massalari yigʻindisi Zm+Nm^ga solishtirsak, birinchi massa ikkinchisidan biroz d m ga kichik ekanligini koʻramiz. Bu massalarning farqi massa defekti deb ataladi. Am = [Zmp + (A — Z)m n — M (A , Z)] Bu yerda Zmp- protonlar massasi, (A-Z)m n- neytronlar massasi, M(A,Z) — yadroning massasi. Massa defektiga toʻgʻri keluvchi energiya nuklonlarni birlashtirib, yadro hosil qilishga mos keluvchi energiyani, yaʼni bogʻlanish energiyasini ifodalaydi: E (bogʻl) = A m -c 2 = [Zmp + (A — Z)m n — M (A , Z)]c2 Hozirgi vaqtda yadro massasini yuqori aniqlikda oʻlchashlik defekt massani, yaʼni yadro bogʻlanish energiyasini katta aniqlikda hisoblash imkoniyatini yaratdi. Solishtirma bogʻlanish energiyasi. Bogʻlanish energiyasi formulasini neytral atomlar massalari orqali ifodalash qulaydir, chunki odatda jadvallarda atom massalari keltiriladi. Buning uchun proton massasi shu yadro atomining massasi bilan almashtiriladi va atomdagi tegishli elektronlaming massasi hisobga olinadi: Eh"K; = {ZMal(lH)~ Z m e + (A -Z)m „ -[ M a, (A ,Z)~ Zmc]}c2 = [ZMa, (,lH) +(A — Z)m“ — M al (A, Z)]c2 Yadro bogʻlanish energiyasining bitta nuklonga toʻgʻri keluvchi qiymati solishtirma bogʻlanish energiyasi deb ataladi: ε=E_b/A Zichlashish (upakovka) koeffitsienti. Yadroning mustahkamligini xarakterlashda bogʻlanish energiyasidan tashqari zichlashish koeffitsienti ishlatiladi. Har bir nuklonga toʻgʻri keluvchi defekt massaga zichlashish (upakovka) koeffitsienti deb ataladi: f=Δm/A Yadro xususiyatlari. Har xil element izotoplarining barqarorligi Z \ a N larning juft yoki toqligiga bogʻliq. Masalan, turgʻun izotoplarning koʻpchiligida A juft boʻladi. Juft-toq va toq-juft yadrolarning turgʻunligi juft-juft yadrolarnikiga nisbatan kamroq. Toq-toq yadrolarning koʻpchiligi beqarordir. Tabiatda faqat 4 ta turg‘un toq-toq yadrolar uchraydi \H ,* L i,™ B ,l* N. Proton va neytronlar soni „sehrli“ (magik) sonlar deb nom olgan 2, 8, 20, 50, 82, 126 sonlarga teng boʻlganda yadrolar, ayniqsa, katta turgʻunlikka ega boʻlib, tabiatda keng tarqalgan. Protonlar va neytronlar soni „sehrli“ songa teng boʻlsa, yadrolar, ayniqsa, juda katta turgʻunlikka ega boʻlib, ular ikki karra „sehrli“ yadrolar deb ataladi. Tajribada aniqlangan yadro bogʻlanish energiyasini tahlil qilishlik koʻpgina yadro xususiyatlari toʻg‘risida xulosalar chiqarish imkoniyatini beradi. O’rtacha solishtirma bogʻlanish energiyasi koʻpgina yadrolar uchun 8 Me F/nuklonga teng. Bu elektronning atomda bogʻlanish energiyasidan juda katta. Masalan, vodorod atomida elektronning bogʻlanish energiyasi (ionizatsiya potensiali) 13,6 eV. Eng ogʻir element atomlarida ham /^-elektronning bogʻlanish energiyasi 0,1 M eV dan oshmaydi. Demak, yadro kuchlar taʼsiri tufayli nuklonlar yadroda bir-biri bilan juda qattiq bogʻlangan. Shuning uchun ham tabiatda uchraydigan gravitatsiya, elektromagnit va kuchsiz oʻzaro taʼsirlardan farqli ravishda yadroviy kuch kuchli oʻzaro ta’sir etuvchi kuch deb ataladi. Solishtirma bogʻanish energiyasining oʻrtacha qiymati (8 Me F/nuklon) oʻzgarmas boʻlishligi yadro kuchlar qisqa masofada taʼsirlashuv xarakteriga ega deyishlikka asos boʻladi. Taʼsir sferasi nuklonlar oʻlchamidan, hatto, undan ham kichik, yadroda har bir nuklon oʻziga yaqin turgan nuklonlar bilangina taʼsirlasha oladi deb qaraladi. Haqiqatan ham, yadrodagi A nuklon qolgan (L- l) nuklonlar bilan taʼsirlashganda bogʻlanish energiyasi E~A(A- 1) massa soni A2ga bogʻliq boʻlgan boʻlar edi. Aslida bogʻlanish energiyasi E = s A massa sonining A 1 birinchi darajasiga bogʻliq, demak, yadro kuchlar toʻyinish xarakteriga ham ega ekan. Yadro energiyasi qaysi jarayonlarda vujudga kelishligi qancha energiya ajratishligini bilish mumkin. Yengil yadrolar qoʻshilib (sintez) ogʻirroq yadrolar hosil qilishsa, solishtirma bogʻlanish energiyalari farqiga toʻgʻri keluvchi energiya ajraladi (termoyadro reaksiyasi): 1^(H²) + 1^(H³) -> 2^(Hⅇ^4) + n + 17,59 M eV 2^(H_e³) + 1^(H²) -> 2^(Hⅇ^4) + p + 18,3 M eV Bundan tashqari, ogʻir yadrolar boʻlinishidan oʻrta yadrolar hosil boʻlsa ham yadro energiyalari ajralishi mumkin ekanligi aniqlandi.