ATOM ENERGIYASI

ATOM ENERGIYASI — atomlarning markazida joylashgan atom yadrosida soir bo’ladigan jarayonlar natijasida ajralib chiqadigan energiya. Erkin protonning massasi t = 1,0076 massa atom birligi (m. a. b.) ga, erkin neytronning massasi TPQ 1,0089 m. a. b.ga tengligi tajribalarda aniqlangan. Bu qiymatlardan foydalanib atom yadrosining massasi aniqlanadi, chunki Mendeleyev jadvalidagi elementning o’rniga qarab yadrosida nechta proton va nechta neytron borligi ma’lum. Masalan, geliy yadrosining massasi 2 x 1,0076 q 2x 1,0089 q q 4,0330 m. a.b.ga teng. Lekin juda aniq o’lchashlarga ko’ra geliy yadrosining massasi 4,003 m. a. b.ga teng, bu esa erkin neytron va erkin protonlar massasining umumiy og’irligidan 0,03 m. a. b. kam, demak, proton va neytronlardan atom yadrosi hosil bo’lganda ma’lum miqdorda massa yo’qolar ekan. Massaning bu miqdori massa defekti deyiladi. Massa defekti har bir atomning o’ziga xos bo’ladi. Masalan, uranda 0,07, geliyda 0,03, berilliyda 0,04 m. a. b.ga teng. Massa bilan energiyaning o’zaro bog’lanish qonuniga asosan proton va neytronlardan yadro hosil bo’lishida energiya ajralib chiqishi yadro massasining kamayishiga (massa defektiga) sabab bo’ladi. Elementlar atomlarining yadrolari hosil bo’lishida ajraladigan energiya yadrolarning bog’lanish energiyasi deyiladi. Turli yadrolarning boglanish energiyasi turlicha bo’ladi, masalan, geliy yadrosining to’la bog’lanish energiyasi 28 MeV, OS-zarraniki — 8,8 MeV, uran 238 ning massa soni 119, uran 238 ikkiga bo’linsa, ikkala yadroning bog’lanish energiyasi 119 x 8,6 q 119 x 8,6 q 2047 MeV, uran 238 ning bo’linmasdan oldin bog’lanish energiyasi 238×7,5 q 1785 MeV, energiyalar farqi 2047 MeV – 1785 MeV q 262 MeV, bu energiya uran yadrosi parchalanganda issiqlik energiyasi holida ajralib chiqadi. Atom energiyasi ajralib chiqishi uchun bitta sarflangan neytron evaziga jarayon davomida kup yangi neytronlar paydo bo’lishi kerak. Neytronlar kosmik nurlar tarkibida tabiatda o’z-o’zidan paydo bo’lib turadi, faqat uni tutib turish uchun sharoit yaratish kerak, shu vaqtda zanjir jarayon o’z-o’zidan vujudga keladi. Elementlarning atom raqamlari ortib borishi bilan atom yadrolarida neitronlar sonining protonlar soniga nisbati ortadi. Shu sababli, uran 235 bo’linganida hosil bo’lgan parchalardagi neytronlar ajralib chiqadi. Neytronlar yadroga oson yutiladi, ular yutilganida yadro energiyasi ortadi. Uran 235 ning har bir yadrosi neytronlar yutib parchalanganda taxm. 200 MeV (1 Mevq106 eV q 1,610~6 erg) energiya ajralib chiqadi. Atom energiyasi atom reaktori deb ataladigan qurilma yordamida ajratib chiqariladi. Tabiiy radioaktivlik o’rganilgandan so’ng atom ichida energiyaning katta zaxiralari borligi aniqlandi. Uran yadrosining bo’linish reaktsiyasi vaqtida ko’p miqdorda energiya ajralib chiqadi. Atom yadrolarining bo’linishi kashf qilingandan keyin yadro energiyasidan amaliy maqsadlar uchun foydalanish mumkin bo’ldi. Ichki tomonidan neytronlarni qaytaradigan qatlam bilan o’rab, reaktorning quvvati oshiriladi. Kuchli tsirkulyasiya nasoslari reaktordan issiqlikni tez olib turadi. Atom yoqilg’isi kislorodsiz, germetik yona beradi. Undan sayyoralararo uchishlarda va suv ostida foydalanish mumkin. Atom yoqilg’isi tugun chiqarmaydi va kam joyni egallaydi. Atom yoqilg’isining kontsentrasiyasi katta, shuning uchun bunday yoqilg’i bilan samolyotlar yerga qo’nmasdan bir necha sutka uchishi, dengizda kemalar uzoq suzib yurishi mumkin. Atom energiyasi zaxiralari bitmas-tuganmas, chunki kelajakda ko’p elementlar atomlaridan ham energiya olish imkoni topiladi. Kelajakda energiyaga bo’lgan ehtiyoj yulduzlar hamda Quyosh energiyasi, ya’ni termoyadro energiyasini ishga solish yo’li bilan qondiriladi. Sintez usuli bilan vodoroddan ancha og’ir element — geliy olish termoyadro reaktsiyasiga asoslangan. Og’ir vodorod, ya’ni deyteriy termoyadro energiyasi olinadigan xom ashyodir. Dunyo okeanida deyteriy zaxiralari nihoyat darajada ko’p. Ko’mir, neft, yonuvchi gaz, torf zaxiralarining hammasini bir yo’la yondirganda ajralib chiqadigan issiqlik dunyo okeanidagi suvni boryo’g’i 0,02 darajagina isitishi mumkin. Agar shu maqsadda yengil elementlarning birikish reaktsiyalaridan faqat bittasi og’ir vodoroddan geliy hosil qilish reaktsiyasidan foydalanilsa, bunda ajralib chiqadigan energiya dunyo okeanini bir yarim ming qaynash darajasigacha isitishga yetadi. Boshqariladigan termoyadro reaktsiya lari xalq xo’jaligining barcha tarmoqlarini uzoq davr mobaynida zarur miqdorda energiya bilan ta’minlab turish imkoniyatini beradi. Biroq boshqariladigan termoyadro siteziga energiya olinadigan eng so’nggi manba deb qarashxato, chunki fizika fani ixtiyorida boshqa baquvvatroq energiya manbalari ham mavjud. Hozirgi vaqtda, masalan, antiyadro hosil qilish uchun sharoit yaratish ustida zo’r berib nazariy tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Antizarralar kashf etilishi, ularning tuzilishini hamda yadro zarralarining o’zaro ta’sirini o’rganish annigilyasiya jarayonida hosil bo’ladigan yangi tur energiya olish yo’lini aniqlab berdi. Annigilyasiya natijasida ajralib chiqadigan yorug’lik nuri energiyasi termoyadro sintezidagiga qaraganda ming marta ko’proqdir. Shuni qayd qilish kerakki, hozir tadqiqotchilar yerda sun’iy yulduz moddalarini hosil qilish ustida ko’p yillardan buyon ilmiy tadqiqot ishlari olib bormoqdalar. Termoyadro reaktorining ishga tushirilishi odamzodning energiya muammolarini hal etadi, energiyaga bo’lgan ehtiyojni qanoatlantiradi.