کونټــــــــــــــــــــــــــــــــــرونه

په بېنوا کي دلیکني شمیره : 59079
ستوری معارج ( ستانکزی )‏
دخبریدو نیټه : 2014-03-24


د لوړو زده کړو وزارت
 د کابل پوهنتون
 د ساینس پوهنځی
 د فزیک ډیپارتمنت

 د ماستری تیزس

 کونټــــــــــــــــــــــــــــــــــرونه

 لارښود:‏
الحاج پوهاند دوکتور عبدالحی (نظیفی)‏
د افغانستان د اتومی انرژی رئیس

 څیړونکی : ستوری معارج ( ستانکزی )‏
 ‏۱۳۹۱ هـ ، ل کال‏

بسم الله الرحمن الرحیم

 

 الغد و الریاح فی تعلیم العلم افضل عندالله من جهاد‎.‎‏.. الحدیث
 شپه او ورځ د علم په تعلیم کې تیرول ، خدای ج تر جهاد فضیلت لري ... حدیث مبارک


‏۱- عمومیات‏
 ‏۱-۱ اټم

 تر هغه ځایه پورې چې نننی پوهه ښیې ، هر اټم د یوی مرکزي هستې چې مثبت چارچ لري ، او تر ‏شاوخوا یې الکترونونه په ثابتو کړیو (مدارونو) کې ګرځي راګرځي اومنفی چارچ لري ، څخه جوړ شوي ‏دي .که یو اټم کروی وګڼو خپله شعاع یې ‏‎10-10m‏ او د هسته شعاع یې ‏‎10-14m‏ له رتبی څخه ده . د ‏الکترونونو شمیره د هستی د مثبتو چارچونو په شمیر ده ، په دی توګه اټم د برق له پلوه خنثی ده ( په عادی ‏حالت کې ) ‏
په هسته کې د بنسټیزو چارچونو شمیر ته اټمی شمیره ( عدد ) وایي ، چې په ‏Z‏ ښودل کیږي . اټمی ‏شمیره ( عدد ) د کیمیاوی عنصر ښودونکی ده . د یو عنصر ټول اټمونه یو شان کیمیایې ځانګړتیا لري . ‏
اټمی الکترونونه د هستی مثبت او د الکترونونو منفی چارچ د کلونی( الکتروستاتیکی ) جاذبې له ‏امله د هستی شاوخوا ګرځي را ګرځي . د پخوانۍ ( کلاسیک ) الکترودینامیک له مخی ، ګرځنده ‏الکترونونه دی تل هرومرو د خپلی انرژی یوه برخه وځلوي ( تششع کړي ) ، د یو تاو را تاو کړۍ مزل ‏ووهي او په پای کې د هستی له خوا جذب شي . روښانه ده چې داسی نه کیږي : اټمونه شتون لري او ‏پایيدونکی دي .‏
تجربی بیلګی د اټمی الکترونونو د یون ( حرکت ) په هکله د لاندنی واقعیتونو دلالت کوي . ‏
 ‏۱- مقید اټمی الکترونونه بی له دی چې خپله انرژي وځلوي ( تششع کړي ) پاییدونکی کړیو کې د ‏هستی شاوخوا ګرځي . هره کړۍ دالکترون د معینی اندازی انرژی سره متناسب او د انرژی په یو حالت ‏باندی نومول کیږي .‏
 ‏۲- یواځي ځانګړې کړۍ ( یعنی ځانګړې انرژي ) مجاز دي . پدی معنی چې ، د مقیدو الکترونونو ‏د انرژی حالتونه د ۱-۱ شکل په څیر یو شلیدلي طیف مینځ ته راولي . دغه ښکارنده ( پدیده ) کوانتش ‏نومیږي .‏
 ‏۳- یو الکترون له یوی کړۍ ( حالت ) نه د ‏Ei‏ انرژی سره بله کړۍ ته د ‏Ef‏ انرژی سره ځي ، او ‏پدی وخت کې ( یوازی په همدی وخت کې ) الکترومقناطیسی بریښدنه ، ‏x‏ وړانګې ، د ‏v‏ وار په وار ‏پیښیدنی ( فریکوینسی ) سره لیږل کیږي ، پدی توګه چې ‏
 ‏۱-۱ ‏
چې په هغه کې ‏h‏ د پلانک ثابت ده . ‏
د ‏x‏ وړانګو انرژی اټمی شمیری ( عدد ) سره تړلی ده :‏
 ‏۲-۱ ‏ Ex = hv = Ei – Ef = k(Z-a)2‎
چې په هغه کې ، ‏k‏ او ‏a‏ ثابتی کمیتونه دي . د ‏x‏ وړانګو انرژي د سپکو عناصرو لپاره له څو ‏eV‏ نه ‏نیولی تر څو سوه ‏keV‏ د درنو عناصرو لپاره بدلون مومي . ‏
هر اټم ، شلیدلو انرژی سره د ‏x‏ له ذاته وړانګی لیږي چې د اټم هویت لکه د ګوتو نښه مشخصوي .د ‏هر اټم لپاره ، د ‏x‏ وړانګی، د اکترونیکی اووښتون ( ګذار ) د پای حالت په بنسټ ، چې هغوی یې مینځ ته ‏راوړي ، مشخصیږي . د اټمی الکترونونو د انرژی حالتونه د ‏N, M, L, K‏ اوداسی نور سره مشخصوي. ‏د ‏K‏ حالت ، د ‏K‏ کړۍ یا د ‏K‏ پوښ د انرژی تر ټولو ټیټ حالت ده ، چې ثابت (پایدار) حالت ګڼل کیږي. ‏هر هغه ‏x‏ وړانګې چې له هر لومړني حالت څخه د الکترونی اووښتون له امله د ‏K‏ حالت ته لیږل کیږي، ‏د ‏K‏ ایکس وړانګه نومول کیږي ( ۱-۱ شکل ) د ‏L ‎‏ حالت ته اووښتون ، د ‏L‏ ایکس وړانګو لامل ګرځي ، ‏همدا شان تر پایه پورې . د ‏Ka‏ او ‏Kβ‏ ایکس وړانګې ، په ترتیب سره د ‏L‏ نه ‏K‏ ته او له ‏M‏ نه ‏K‏ ته د ‏اووښتون استازی دي . یو مقید الکترون کولای شي چې انرژي تر لاسه کړي او د ‏E1‎‏ انرژی له حالت نه د ‏E2‎‏ لوړې انرژی حالت ته ولاړ شي . دغه ښکارنده ( پدیده ) ته د اټم پاریدلی حالت وایي (۲-۱ شکل ) . یو ‏پاریدلئ اټم هڅه کوي چې د انرژی تر ټولو ټیټ حالت ته ولاړ شي . د ‏‎10-8‎‏ ثانیو په موده کې ، هغه ‏الکترون چې د ‏E2‎‏ حالت یا بل حالت ته یې ټوپ کړئ بیرته ‏E1‎‏ حالت ته راغورځي او د ایکس یوه وړانګه ‏لیږي .‏
یو اټمی الکترون ښایې چې دومره انرژی تر لاسه کړي چې اټم خوشې کړي او په یوه آزاده ذره بدله ‏شي ، دغه ښکارنده ( پدیده ) آیونایزیشن نومیږي او مثبته پاتی ته آیون وایي . د آیونایزیشن د مینځ ته ‏راوړلو لپاره لازمه انرژی ، د آیونایزیشن پوتانشیل ده . د آیونایزیشن پوتانشیل د یو اټم ټولو الکترونونوته ‏یو شان نه ده ، ځکه چې د الکترونونو له هستی څخه په بیلابیلو واټنونو کې یون ( حرکت ) لري . ‏هرڅومره چې الکترون هستی ته نژدیې وي ، ډبر مقید وي او د آیونایزیشن پوتانشیل یې هم لوړ وي. ۱-۱ ‏جدول د ځینو عناصرو د کم قید ترین الکترونونو لپاره د آیونایزیشن پوتانشیل په ګوته کوي . ‏

 

کله چې دوه یا زیات اټمونه سره یو ځای کیږي او یو مالیکول جوړوي ، د هغوی ګډ الکترونونه د ‏مالیکول په قید کې وي . د مالیکول د انرژی طیف هم شلیدلی ده ، خو تر هغه چې په ۱-۱ شکل کې ښودل ‏شوی پیچلی ده .‏

 ‏۱-۱ جدول د ځینو عنصرونو د کم قید ترین الکترونونو لپاره د آیونایزیشن پوتانشیل‏
د آیونایزیشن پوتانشیل (‏eV‏)‏ عنصر د آیونایزیشن پوتانشیل (‏eV‏)‏ عنصر
‎21.56‎ Ne ‎13.6‎ H
‎5.14‎ Na ‎24.56‎ He
‎15.76‎ A ‎5.4‎ Li
‎7.63‎ Fe ‎9.32‎ Be
‎7.42‎ Pb ‎8.28‎ B
‎4.0‎ U ‎11.27‎ C

‏۲-۱ هسته

 تر ننه پوری ، ټول تجربی بیلګې پر دی دلالت کوي چې هستی له نیوترون او پروتون څخه جوړ ‏شوي دي چې د نوکلون په نامه ذری دي . د همدی له مخی هستی له نوکلونونو څخه تشکیل شوی ګڼو . د ‏پرتله کولو لپاره د نیوترون، پروتون او الکترونونو ځینې ځانګړتیاوې ۲-۱ جدول کې لیکل شوي دي . یو ‏آزاد پروتون – هستی نه بهر – یا په پای کې یو الکترون بیا را نیسی او د هایروجن په یو اټم بدلیږي ، یا ‏ښایې په یوې هستې کې جذب شي . یو آزاده نیوترون یا په یوې هستې کې جذبیږي او یا د لاندنی معادلې له ‏مخې ټوټه کیږي : ‏

په دی معنی چې ، د یو الکترون او یوه بله ذره د نیوترینو ضد په لیګلو ، په یو پروتون بدلیږي .‏
یوه هسته د ‏A‏ ذری نه تشکیل شوې ده ،‏
A = N + Z
‏ د کتلی عدد = ‏A
‏ د نیوترونونو شمیر = ‏N
د عنصر اټمی شمیره ( عدد ) = د پروتونونو شمیر = ‏Z
د ‏X ‎‏ یوه فرضی هسته د ‏ ‏ په څیر ښودل کیږي ، چې په هغه کې ‏X‏ لکه د ‏ ‏ د عنصر نښه ‏‏(سمبول) ده . ‏
د هستو ځینې ایزوبارونه شته چې د یو شان ‏A‏ لرونکی دي .‏
د هستو ځینې ایزوتوپونه شته چې د یو شان ‏Z‏ لرونکی دي . دوی د یو کیمیایې عنصر هستې ‏تشکیلوي . د ایزوتوپونو کیمیایې ځانګړتیاوې یو شان ، خو د کتلی د اختلاف له امله یې ، فزیکی ‏ځانګړتیاوې سره لږ څه توپیر لري . هسته یې ځانګړتیاوی له یو ایزوتوپ نه تر بل ایزوتوپ په لویه کچه ‏بدلون مومي . ‏
ایزوتونونه د یو شان ‏N‏ لرونکی هستی دي ، پدی معنی چې د هغی نیوترونونه سره یو شان دي.‏
ایزومرونه د یوی هستی د انرژی دوه بیل بیل حالتونه تشکیلوي .‏
بیلابیل اټمی ډولونه ، د یو رقم ذره – الکترون توپیر سره د ترکیبونو پایله ده . ۹۲ طبیعی عنصرونه ‏موجود دي . له ۱۹۴۰/۱۳۱۹ کاله راپدیخوا ۱۵ مصنوعی عناصر جوړ شوي دي ، او د هغوی ټوله ‏شمیره ۱۰۷ ته رسیدلی ده . له بله پلوه ، بیلابیلی هستی د دوو ذرو ، نیوترون او پروتون د متفاوت ‏ترکیبونو پایله ده . نو ځکه ځښته ډیر امکانات وجود لري . تر اوسه پوری تر ۷۰۰ زیاتی هستی پیژندل ‏شوې دي . ‏
آزمایښتونو ښودلی چې هستی تقریبا کروی بڼه لري . د ‏A‏ کتلوی شمیره ( عدد ) سره متناسب حجم ‏او شعاع یې تقریبا برابره ده له‎ ‎

 ‏۳-۱‏ ‎ ‎‏ ‏R = 1.3 x 10-15 A1/3m ‎‏ ‏
 ‏ سره . ( د غیر کروی هستو لپاره ، پورتنئ ورکړل شوی شعاع ، منځنۍ اندازه ده )‏

 ‏۲-۱ جدول د نیوترون ، پروتون او الکترون ځانګړتیاوې‏
پروتون نیوترون الکترون
‎1.672614x10-27kg
‎(= 938.256MeV)‎ ‎1.674919x10-27kg
‎(= 939.549MeV)‎ ‎9.109558x10-31kg
‎(= 0.511MeV)‎ د سکون کتله
‎+e ‎0‎ ‎-e چارچ

 د یوی هستی کتله د ‏A‏ کتلوی شمیری ( عدد ) او د ‏Z‏ اټمی شمیره ( عدد ) ، چې هغه په ‏MN(A,Z)‎‏ ‏ښیوو، برابر ده له ‏

 ‏۴-۱ ‏ MN (A,Z) = ZMp +NMn-B(A,Z)c2 ‎
سره ، چې په هغه کې ‏
د پروتون کتله = ‏Mp
د نیوترون کتله = ‏Mn
‎ ‎د تړاو انرژی = ‏B(A,Z)‎
د تړاو انرژی هغه انرژی سره برابره ده چې کله ‏N‏ نیوترون او ‏Z‏ پروتون هسته یې تشکیل کړیده ، ‏خوشې شوې وي .‏
هغه واحد چې د هستی د کتلی لپاره کارول کیږي د ‏ ‏ ایزوتوپ ‏ کتله ده ، چې د ‏u‏ په نښه ‏‏(سمبول) سره ښودل کیږي ( پخوا د ‏amu‏ ، ‏atomic mass unit‏ په نښه ) :‏
 ‎=1.660531x10-27 kg = 931.478MeV‏ (کتلهC ‎
په زایترو آزمایښتونو کې ، هغه څه چې معمولا اندازه کیږي اټمی کتله ده ، نه هسته یې کتله . د ‏اټمی کتلې د لاس ته راوړلو لپاره ، باید د ټولو اتمی الکترونونو کتله ور اضافه کړو . کتله کیدای شي چې ‏د لاندنیو دریو لارو څرګند شي .‏
 ‏۱- د ‏u‏ پر بنا‏
 ‏۲- کیلو ګرام‏
 ‏۳- د انرژی په واحدونو ‏MeV‏ یا ‏J‏ ( د انرژی او کتلی د قیمت برابرولو لپاره )‏

 

 ‏۳-۱ د هستی د تړاو انرژی ‏

د یو هستی کتله د ۴-۱ معادلی سره ، د متشکله اجزاوو د کتلو پر بنا ورکول کیږي . همدا معادله د ‏هستی د تړاو انرژی هم تعریفوي . ‏
 ‏۵-۱ ‏ B(A,Z) = [ZMp + NMn – MN(A,Z)]c2‎
د ‏c2‎‏ ضریب ، چې په کتله کې ضربیږي تر څو هغه په انرژی بدله کړي ، له دی نه وروسته ‏حذفیږي . دایم په ضمنی توګه پوهیږو چې ضرب یا تقسیم پر ‏c2‎‏ ضروری ده تر څو انرژی له کتلی څخه ‏یا برعکس کتله له انرژی نه لاس ته راوړو. د همدی لپاره ۵-۱ معادله له سره داسی لیکو :‏
 ‏۶-۱ ‏ B(A,Z) = ZMp + NMn – MN(A,Z)‎
د ‏B(A,Z)‎‏ معنی کولای شو په دوو هم قیمته تګلارو څرګند کړو :‏
 ‏۱- د یوې هستې د ‏B(A,Z)‎‏ تړاو انرژی هغی کتلی سره برابره ده چې ، کله چې ‏Z‏ پروتون او ‏N=A+Z‏ نیوترون سره راټول شي او هسته جوړه کړي او په انرژی بدلیږي . د هستی د تشکیل په وخت ‏کې د تړاو انرژی سره برابر یوه اندازه انرژی آزادیږي . یا ‏
 ‏۲- د ‏B(A,Z)‎‏ تړاو انرژی هغه انرژی سره برابره ده چې تشکیل ورکوونکی اجزاو ، ‏Z‏ آزاد ‏پروتون او ‏N‏ آزاد نیوترون ، باندی د هستی ماتولو لپاره ورته اړتیا ده .‏
څرنګه چې مو یاده کړه ، په زیاتره وختونه د هسته یې کتلی په ځای اټمی کتلی اندازه کیږي . په ‏همدی دلیل ۶-۱ معادله د اټمی الکترونونو مناسبو کتلو په زیاتولو سره ، د اټمی کتلو په بنا څرګندوو . که ‏په ۶-۱ معادله کې ، ‏Zm‏ اضفه یا کم کړو ، پدی توګه ‏
 ‏۷-۱ ‏ ‏ ‏B(A,Z) = ZMp +Zm + NMn – MN(A,Z)-Zm
‎ ‎ ‎= Z(Mp +m ) +NMn – [MN(A,Z)+Zm]‎
داسی وګڼئ چې ‏
د هایروجن د اټم کتله = ‏MH
د هایدروجن په اټم کې د تړاو انرژی = ‏Be
د ټولو اټمی الکترونونو د تړاو انرژی چې هسته یې ‏MN(A,Z)‎‏ کتله لري = ‏Be(A,Z)‎
د هغه اټم کتله چې هسته یې ‏MN(A,Z)‎‏ کتله لري = ‏M(A.Z)‎
په دی ترتیب ‏

 ‏۸-۱ ‏ MH = Mp + m - Be
‏۹-۱‏ M(A,Z) = MN(A,Z)+Zm –Be(A,Z)‎

د ۷-۱ ، ۸-۱ او ۹-۱ د معادلو له ترکیب څخه مونږ لرو چې : ‏

 ‏۱۰-۱ ‏ B(A,Z) = ZMH + NMn – M(A,Z) + Be(A,Z) - ZBe

د ۱۰-۱ معادلی د آخری دوو جملو څخه کولای شو چې سترګې پټی کړو ، مګر دا چې ډیر دقیق ‏محاسبی ته مو مخه وي . د دی مسئلی نه حاصله غلطی ډیره کوچنی ده ځکه چې ‏ZBe‏ او ‏Be(A,Z)‎‏ له څو ‏keV‏ نه لږ دي او مادام د یو بل د خنثی کولو هڅه لري ، پداسی حال کې چې ‏B(A,Z)‎‏ د ‏MeV‏ له مرتبی ‏څخه ده . د همدی له مخی ۱۰-۱ معادله اکثرا داسی لیکی : ‏
 ‏۱۱-۱ ‏ B(A,Z) = ZMH + NMn – M(A,Z)‎

 ‏۴-۱ د هستی د انرژی سطحې ‏

هسته یې قوه ، د هستی مینځ کې نیوترونونه او پروتونونه څنګ په څنګ ساتي . هر څو چې د هسته ‏یې قوی کره طبیعت نده مالوم ، خو علماوو د رضایت تر بریده ، د هستی د کړو وړو زیاتره ځانګړتیاوی ‏یې ، دغی قوی ته د یو معین فرضی شکل او د هغی پر بنا د هسته یې موډلونو جوړولو سره پیشبینی کړي ‏دي . د دغو موډلونو بریا ، وړاندوینی سره د آزمایښت د پایلی نژدیوالئ له مخی څرګندیږي .څو هسته یې ‏موډلونو وړاندیز شوی دي ، چې هر کوم یې د هستی د ځانګړتیاوو یوه برخه څرګندوي ، خو تر اوسه هیڅ ‏داسی یو موډل نشته چې د ټولو واقعیتونو ته ځواب ورکړي . په ټولو هسته یې موډلونو کې ګمان پر دی ده ‏چې لکه اټم په شان هسته کولای شي په ځینو شلیدلی انرژی حالتونوکې موجود وي . د موډل د د نوعیت ‏سر سم ، کولای شو د انرژی حالتونه نیوکلونونه – نیوترون او پروتون – یا یوی بشپړې هستې ته نسبت ‏ورکړو . د انرژی د سطحی په هکله زمونږ بحث همدا دوهمه څیړي . ‏
د یوې هستې د انرژی تر ټولو ټیټ مکنه حالت ، د پایښت حالت نومیږي . د پایښت حالت او نور ‏ټول پاریدلی حالتونه چې د انرژی صفری سطح لاندی وي ، مقید حالت ګڼل کیږي . که یوه هسته ځان په ‏مقید حالت کې پیدا کړي ، د‎-12 ‎‏ ‏‎ 10‎نه تر ‏‎10-16‎‏ ثانیو له مرتبی څخه څه موده وروسته لا ټیټ حالت ته په ‏غورځیدا سره بیا ستنیږي ، بیا ستنیدل ( بیرته ستنیدل ) د فوتون لیږلو سره مل ده چې انرژی یې د ‏لومړنئ او آخری حالتونود انرژی تر مینځ د تفاضل سره برابره ده . د ضفر انرژی نه پورته د انرژی ‏حالتونه ، د انرژی مجازی حالتونه نومیږي . که هسته ، د مجازی تر سطحی پوری د تلو انرژی تر لاسه ‏کړي ، ښایې چې د مقیدو حالتو څخه یو ته په ننوتو او یا هم د یو نیوکلون په لیږلو ، بیا (بیرته) ستون شي . ‏
د ټولو پیژندل شویو هستو د انرژی د سطحو څیړنې دا ښیې چې :‏
 ‏۱- د انرژی د سطحو تر مینځ واټن د ‏keV‏ نه تر ‏MeV‏ کې ده .برعکس ، د اټمی سطحو واټن د ‏eV‏ له مرتبی څخه ده . ‏
 ‏۲- د پاریدل د انرژی په زیاتیدو ، د سطحو تر مینځ واټن کمیږي (۵-۱ شکل ) . د ډیرو لوړو ‏پاریدلو انرژیو لپاره ، د سطحو کثافت دومره اوچتیږي چې د انرژی د یوې –یوې سطحې توپیر ډیر ګران ‏وي . ۳- د کتلوی شمیری ( عدد ) ‏A‏ زیاتوالی سره ، د سطحو شمیرې دیریږي ، پدی معنی چې درنې ‏هستې د انرژی ډیری سطحې لري نسبت په سپکو هستو ( عموما ، ځینی استثناوی موجودی وي ) .‏
 ‏۴- د ‏A‏ په زیاتیدو ، د لومړني پاریدلي حالت انرژی کمیږي (چې بیا هم عموما ، ځینی استثناوی ‏موجودی وي) . ‏
د بیلګې په توګه ‏
 ‎9Be‏ : ‏ په ‏‎1.67MeV‏ کې لمړنی پاریدلی حالت ده .‏
 ‎55Fe‏ : ‏ په ‏‎0.847MeV‏ کې لمړنی پاریدلی حالت ده .‏
 ‎238U‏ :‏ ‏ په ‏‎0.045MeV‏ کې لمړنی پاریدلی حالت ده .‏

 ‏۵-۱ د هسته یې ویجاړیدلو ( له مینځه تلو ) د انرژی جوړښت او عمل

 پدی برخه کې ، د α ، β او γ د له منځه تلو د انرژی جوړښت او عمل باندی بحث کوو ، او دا ‏روښانه کوو چې څرنګه کلای شو د اړوندو ذراتو له کتلی نه د ویجاړیدو څخه حاصله خوځیدونکی انرژی ‏محاسبه کړو . په ټولو مواردو کې ، ګمان پر دې ده چې لومړنۍ نه پاییدونکې هسته بی خوځښته ده . پدی ‏مانا چې خوځیدونکې انرژی او کرښه ییز یون اندازه یې ضفر ده . دغه ګمان واقعیت ته نژدی ده ځکه چې ‏واقعي خوځیدونکی انرژی د ‏kT‏ ( د‎ ‎‏ ‏eV‏ حدود ) له مرتبی څخه د هستی د تودوخې یون څخه ده ، چې ‏په هغه کې ‏‎ kد بولتزمن ثابت او ‏T‏ تودوخه ( کلوین ) ده ، پداسی حال کې چې په زیاترو ویجاړیدو کې ‏خوشی ( آزاد ) شوی انرژی انرژی د ‏MeV‏ له مرتبی څخه ده . ‏
د ویجاړیدو پورې تړلې معادلی د لیکلو لپاره لاندنۍ نښی کارول کیږي .:‏
M‏ = د هستی کتله ( یا ‏Mc2‎‏ = عطالت یا نه خوځښت انرژی )‏
Eγ‏ = د یو فوتون انرژی
Ti‏ = د ‏i‏ ذری د خوځښت انرژی
Pi‏ = د ‏i‏ ذری د کرښه ییز یون اندازه‏


 ‏۳-۱ د ‏ د انرژی سطحی . پدی ګراف ( دیاګرام ) کې صفر انرژ د هستی د پایښت حالت ته منتقل شویده . ‏شمیری د ‏MeV‏ په اساس د انرژی سطحی دي ( له ‏Tables of Isotops‏ څخه رانیول شوې )‏


 ‏۱-۵-۱ د ګاما ویجاړیدل
‏ د ګاما ویجاړیدلو کې ، یوه هسته له پاریدلی حالت نه د انرژی یو ټیټ حالت ته ځي او د دوو ‏حالتونو تر مینځ د انرژی تفاضل د یو فوتون په شکل خوشی کیږي . د ګاما ویجاړیدل په ‏

سره ښیې ، چې په هغه کې ‏ ‏ د پاریدلې هستې استازیتوب کوي .‏
له ویجاړیدو څخه وړاندی او تر هغی وروسته ، د انرژی او د یون د اندازی د خوندي کولو په ‏کارولو سره مونږ لرو چې ‏
د انرژی خوندي کول‏
 ‏۱۲-۱ ‏ ‏ ‏ M*(A,Z) = M(A,Z) + TM + Eγ
د یون د اندازی خوندی کول ‏
 ‏۱۳-۱ ‏ O = PM + Pγ
د دغو دوو معادلو او د هستی د خوځښتی انرژی غیر نسبیتی شکل په کارولو، ‏
 ‏۱۴-۱ ‏

په آخری قدم کې ، له ‏Eγ = Pγc‏ نه مو کار اخیستئ (د فوتون د عطالت یا نه خوځښت کتله صفر ‏ده). ۱۴-۱ معادله د ‏Eγ‏ انرژی سره د یو فوتون لیږلو نه وروسته د هستی خوځښتی انرژی ورکوي . دغه ‏انرژی د اخراج انرژی په نامه یادیږي .‏
د اخراج انرژی وړوکې ده . د ‏‎1MeV‏ انرژی لرونکی یو ځانګړی فوتون چې له یوی هستی نه په ‏A =50‎‏ لیږل کیږي ، په پام کې ونیسئ . بیا له ۱۴-۱ معادلی څخه لرو چې ‏

اکثرا ، له دغی انرژی نه سترګې پټیږي او د ګاما انرژی په لاندنی ډول لیکل کیږي :‏
Eγ = M*(A,Z) –M(A,Z)‎
سره له دی، داسی حالات شته چې د اخراج انرژی ښایې اهمیت ومومي . لکه له وړانګو نه پیدا ‏شوی تاوان د څیړنې لپاره . ‏
ځینی وختونه د هستی د بیا ستنیدو انرژی د یو فوتون په شکل د خوشی کیدو په ځای ، اټمی الکترون ‏ته ورکول کیږي .دغه شان هسته یې اووښتون دننی ( داخلی ) اړونه ( ‏Internal Conversion‏ ) نومول ‏کیږي ، او بهر شړل شوی اټمی الکترون ، دننی اوړنی الکترون ویل کیږي . فرض وکړی ‏Ti‏ د ‏i‏ له قشر ‏نه بهرته شړل شوی الکترون د خوځښت انرژی او ‏Bi‏ دغه قشر کې د الکترون د تړاو انرژی ده . اوس ‏‏۱۲-۱ معادله په لاندنۍ شکل اوړي :‏
 ‏۱۵-۱ ‏ M*(A,Z) = M(A,Z)+Ti + Bi +TM
هرڅو چې د الکترون د عطالت انرژی صفر نده ، خو دومر له هستی څخه سپکه ده چې ‏TM ˂Ti‏ . ‏پایله کې ، له ‏TM‏ نه سترګې پټوو او ۱۵-۱ معادله داسی لیکو :‏
 ‏۱۶-۱ ‏ ‏ ‏ Ti = M*(A,Z)-M(A,Z)-Bi
که ‏
د اووښتون په وخت کې خوشی شوی انرژی = ‏Q =M*(A,Z)-M(A,Z)‎
وي ، پدی حال کې ‏
Ti = Q- Bi
کله چې دننی اړونه پیښیږي ، دا احتمال شته چې د ‏L، ‏K‏ یا یو بل قشر نه یو الکترون ولیږل شي . د ‏الکترون د خوځښتی انرژی لپاره مناسب معادلی دا دي : ‏
TK – Q - BK
‏۱۷-۱ ‏ TL = Q - BL
 TM = Q - BM
او داسی نور . د همدی لپاره هغه هسته چې دننی اړونی سره مخامخ کیږي ، د ۱۷-۱ معادلو نه ‏دورکړل شوی انرژی لرونکی یو (۱) انرژی الکترونونو د ګروپ لپاره یوه منبع ده .د الکترون دننی ‏اړونی یو ځانګړۍ سپکتروم ( ‏Spectrum‏) په ۴-۱ شکل کې ښودل شوی ده . دوه لوړې څوکې ‏K‏ او ‏L‏ ‏الکترونو پوری مربوط دي . د ۴-۱ شکل د ښي خوا دیاګرام ( ګراف ) ښیې چې د اړښتون انرژی ‏‏(‏‎392keV‏) ده . پدی توګه ، د ‏K‏ قشر انرژی عبارت ده له ‏
BK = 392 -363 =29keV
او د ‏L‏ قشر د تړاو انرژی برابره ده له ‏
BL = 392 -387 = 5keV
څخه . اوس فرض وکړئ :‏
دننی اړونی د پیښیدو احتمال ‏ = ‏eλ
د یو فوتون د لیږلو احتمال ‏ = γλ
د ‏i‏ له قشر نه د یو الکترون د لیږلو احتمال ‏ = ‏iλ
د γ د ویجاړیدو لپاره عمومی احتمال‏ ‏ = λ
پدی ترتیب ‏‎†‎‏ ‏

 ‏۱۸-۱‏ ‏ ‏
او
‏۱۹-۱‏
د ډیرو هستو لپاره 0 = γλ ، خو هیڅ هسته شتون نه لري چې د هغی لپاره 0 = ‏eλ وي . ده پدی ‏مانا ده چې هغه رادیوایزوتوپونه چې دننی اړونی سره مخامخیږي ، هم ګاما لیږي هم الکترون . وروسته ‏له دی چې یو اټمی الکترون ولیږل شو ، مینځ ته راغلی تش حالت د یو بل الکترون په واسطه چې له ‏باندنیو قشرونو «څخه لاندی لویږي» ، ډکیږي .د داسی شان یو اوښتون په پایله کې یوه د ایکس وړانګه ‏لیږل کیږي . د همدی لپاره ، هغه هستی چې دننی اړونی سره مخامخ شي ، د ګاما وړانګه ، الکترون او د ‏ایکس وړانګه لیږي . ‏
هغه رادیو ایزوتوپونه چې د دننی اړونی سره مخامخ کیږي ، په استثنا د ګړندیوال ( شتاب ‏ورکوونکی ) ، یوازی د یو (۱) انرژی اټمونو منبعی دي .دغه رادیو ایزوتوپونه ، ډیر کاریدونکی منبع په ‏توګه د دستګاوو ته د درجه ورکولو لپاره کارول کیږي . دری ایزوتوپونه چې ډیر کارول کیږي عباره دي ‏له ‏‎113Sn, 137Cs , 207Bi ‎‏ نه .‏

 

 

 

 

 ‏۲-۵-۱ د الفا ویجاړیدل ‏

د الفا ویجاړیدل د ‏ ‏
سره ښودل کیږي . د یون د اندازه او د انرژی د پایښت د قوانینو په عملی کولو سره لرو ‏
 ‏۲۰-۱ ‏ M(A,Z)=M(A-4,Z-2)+M(4,2)+TM+Ta
او ‏
 ‏۲۱-۱ ‏ ‎0 =Pa + PM
هغه انرژی چې د الفا د لیږلو له امله لاس ته راځي ، د ویجاړیدو انرژی نومول کیږي او د ‏
 ‏[ د ویجاړیدو د محصولاتو کتله ] – [ اصلی (مور ) کتله ] = ‏Qa
یا
‏۲۲-۱‏ ‎= M(A,Z) – M(A-4, Z-2) – M(4,2)‎‏ ‏Qa
سره تعریف کیږي . ‏
مسلما ، د دی لپاره چې د ‏a‏ ویجاړیدل تر سره شي ، ‏Qa‏ باید له صفر نه لوی وي . پدی همدی اساس ‏د ‏a‏ ویجاړیدل یوازی هغه وخت شونې ده چې ‏
 ‏۱-۲۳ ‏ M(A,Z)˃M(A-4,Z-2) + M(4,2)‎
که زیږل شوې هسته ، د ‏a‏ له لیږلو نه وروسته د پایښت ( اصلی ) حالت کې وي ، د دوو محصول ‏شوې خوځښتی انرژی عبارت ده له ( ۱-۲۰ معادله )‏
 ‏۱-۲۴ ‏ TM + Ta = Qa‏ ‏
په زیاترو حالاتو کې ، زیږیدلې هسته ‏Ei‏ انرژی درلودو سره په پاریدلی حالت کې پاتی کیږي ، چې ‏هغه کې ‏i‏ د انرژی د سطحی استازیتوب کوي . داسی حالت کې ، ۲۴-۱ معدله په لاندنی شکل بدلیږي ‏
 ‏۲۵-۱ ‏ TM + Ta = Qa - Ei

چې دا ښیې چې لاس ته رسیدونکی (‏Qa‏) انرژی د ‏Ei‏ په اندازه کمیږي . ‏
Ta‏ او ‏TM‏ خوځښتی انرژی کیدلای شی چې د ۲۱-۱ او ۲۴-۱ معادلو نه محاسبه شي ، پایله یې دا ده ‏

 ‏۲۶-۱ ‏
 ‏۲۷-۱ ‏ ‏ ‏

 ‏۳-۵-۱ د بیتا ویجاړیدل

 د β په ویجاړیدو کې ، هسته یو الکترون او یا پوزیترون لیږي او په یو نوي عنصر بدلیږي . سربیره ‏پر الکترون او پوزیترون ، خنثی ذره چې د عطالت کتله یې صفرده هم لیږل کیږي . د β دوه رقم ‏ویجاړیدل موجود ده : -β او +β .‏

د –β ړیجاړیدل

 دغه ډول ویجاړیدل په لاندنی شکل ښودل کیږي ‏


چې په هغه کې ‏
الکترون = د بیتا منفی ذره = -β
ضد د نیوترینو = ‏

تاریخي له اړخه ، د β ذری نوم هغه الکترونو ت ورکړل شوی ده چې له هغی هستی نه ولیږل شي ‏چې د ویجاړیدو په وخت کې β ولیږي . ضد د نیوترینو (‏v‏) یوه خنثی ذره ده د عطالت د صفر کتلی سره . ‏
د –β د ویجاړیدو معادله دا ده ‏
 ‏۲۸-۱ ‏
چې په هغه کې ‏MN(A,Z)‎‏ د هستی کتله او ‏m‏ د الکترون د عطالت کتله ده . د اټمی کتلو په کارولو ‏سره ، ۲۸-۱ کعادله په لاندنی شکل بدلیږي ‏
 ‏۲۹-۱ ‏
د یون د اندازی معادله عبارت ده له
‏۳۰-۱ ‏ ‎ +P‏-β‎ 0 = PM +P
د –β او -β‎ Q‏ د ویجاړیدو انرژی داسی تعریفیږي :‏
 ‏۳۲-۱ ‏ ‎ ‎ ‎ = M(A,Z) – M(A,Z+1)‎‏-β‎ Q
پدی شرط چې د –β ویجاړیدل شونی وي ، همدا ده چې ‏
 ‏۳۱-۱ ‏ ‎0‎˃M(A,Z) – M(A,Z+1)‎

د -β‎ Qپه اساس ، ۲۹-۱ معادله داسی لیکل کیږي ‏
 ‏۳۳-۱ ‏
 ‏۳۰-۱ او ۳۳-۱ معادلی ښیي چې دری ذری ، هسته ، الکترون ، او ضد د نیوترینو د -β‎ Q‏ انرژی ‏خپل مینځ کې ویشی ، او د هغوی د یون ټولیزه اندازه صفر ده . د خوځښتی انرژی د ترکیبونو شمیره او د ‏هغو حرکتونو شمیره چې دغه شرایط برابروي بی پایه دی ، نو ځکه د بیتا د انرژی طیف شاپه شا ‏‏(پیوسته) وي .‏
 ‏۳۳-۱ معادلې کې ، د هستی انرژی ‏TM‏ له -β‎ Tاو T‏ څخه ځښته ډیره وړوکئ ده ، ځکه چې د ‏هستی کتله د الکترون او ضد د نیوترینو فوق العاده زیاته ده . د ټولو عملی غوښتنو لپاره ، کولای شو له ‏TM‏ نه سترګې پټې کړو ، او ۳۳-۱ معادله په لاندنی شکل بدلیږي :‏
 ‏۳۴-۱ ‏
همهغه شان چې د ‏a‏ په ویجاړیدو په هکله مو ولیده ، زیږیدلی ( لور ) هسته ښایې د –β ذری لیږلو ‏نه وروسته پاریدلی حالت کې وي . پداسی حالت کې د لیږل شویو ذرو خوځښتی انرژی ته د بدلون لپاره د ‏لاسرسی وړ انرژی لږ وي . که هسته د ‏i‏ پاریدلی حالت کې ‏Ei‏ وي ، ۳۴-۱ معادله لاندنی شکل غوره ‏کوي :‏
 ‏۳۵-۱ ‏
د ۳۴-۱ معادلی په اساس الکترون او ضد د نیوترینو د -β‎ Q‏ (‏Emax‏ ) انرژی خپل مینځ کې ویشی او ‏ټاکلی احتمال شته چې د دغو دوو ذرو هر یو په لاندنی حدود کې انرژی ولری :‏
 ‏۳۶-۱ ‏
 ‏۳۷-۱ ‏
د دهمدی لپاره ، د ۳۶-۱ معادلی په بنا ، د بیتا ذری یو شا په شا ( پیوسته ) د انرژی طیف لري . ‏فرض وکړی چې ‏‎(T)dTβ د بیتا ذری وي چې له ‏T‏ نه تر ‏T+dT‏ پوری انرژی لري . د ‏‎(T)‎β تابع په ‏ټولیزه توګه به د ۵-۱ شکل سره سم ښکاری . د مکمل ضد دنیوترینو د انرژی طیف هغه ده چې په ۵-۱ ‏شکل کې ښودل شوی او ۳۷-۱ معدلی سره سر لګوی . د –β د ذرو د انرژی شا په شا طیف دی د ۳-۱ ‏شکل سره سم د الکترون دننی اړونی انرژی طیف سره پرتله شي . ‏
څرنګه چې یاده شوه ، د بیتا دری له الکترونونو څخه جوړ شوی دي . د بیتا او الکترون تر مینځ ‏عملی توپیر دا دی :‏
د ‏T‏ انرژی سره د الکترون یوه تړانګه (باریکه) ، له هغو الکترونونو څخه جوړه ده چې د ‏T‏ ‏خوځښتی انرژی لرونکی دي . د ‏Emax‏ انرژی لرونکی د بیتا ذراتو یوه تړانګه له هغو الکترونونو څخه ‏جوړه ده چې د شا په شا انرژی طیف لرونکی ده ( ۵-۱ شکل ) چې له صفر نه نیولې تر اعظمی حد ‏انرژی ‏Emax‏ پوری بدلیږي . ‏


 ‏۶-۱ شکل د ‏ ‏ ایزوتوپ د ‏β-‎‏ ویجاړیدل ښیي . د ‏ ‏ د محاسبی د بیلګی په توګه، د ‏ ‏ ‏ویجاړیدل په پام کې ونیسی . ‏

که ‏ ‏ د ‏‎0.6616MeV‏ حالت کې پاتې شي ( ۹۳.۵٪ حالاتو کې پیښیږي ) د لاسرسی وړ ‏انرژی عبارت ده له ‏
Emax=1.1760 – 0.6616 = 0.5144 MeV
د زیاترو محاسبو لپاره ، لازمه ده چې د بیتا ذرو منځنی انرژی‎ ‎‏ ‏ ‏ وکاروو . یوه کره ( دقیق ) ‏اندازه د ‏ ‏ لپاره محاسبه شوی ده۱ . خو په عمل کې منځنی انرژی د ‏

په شکل رانیول کیږي . ‏

د ‏ ویجاړیدل

 هغه عبارت چې د ‏ ‏ د ویجاړیدو استازیتوب کوی د ‏

په شکل ده ، چې په هغه کې ‏
پوزیترون = ‏
نیوترینو = ‏v‏ ‏
د ‏ ‏ د ویجاړیدو معادله عبارت ده له ‏
MN(A,Z) = MN(A,Z-1) +m + T β-‎‏ +Tv + TM ‏ ‏۳۸-۱‏
د اټمی کتلو په کارولو سره ، ۳۸-۱ معادله په لاندنی ډول بدلیږي :‏
M(A,Z) = M(A,Z-1) +2m + T β-‎‏ +Tv + TM ‏ ‏۳۹-۱‏
د یون د اندازی معادله عبارت ده له ‏
 ‎0 = Pm + Pβ + Pv
د ‏ ‏ ویجاړیدل برابر ده له ‏
 ‏۴۰-۱‏
پدی شرط چې د ‏ ‏ ویجاړیدل شونی وي ، همدا ده چې ‏
 ˃0‎ ‏۴۲-۱‏
د ۳۳-۱ او ۴۲-۱ معادلو پرتله ( مقایسه ) ښیي چې د ‏β-‎‏ ویجاړیدل هغه وخت شونی ده چې د اصل ‏هستی (مور) کتله د زیږیدلی (لور) په پرتله ډیره وي ، پداسی حال کې چې د ‏ ‏ ویجاړیدل هله شونی ده ‏چې د اصل هستی او د زیږیدلی هستی کتلی حد اقل د ‏‎2mc2 = 1.022 MeV‏ یو بل سره توپیر ولري . د ‏ ‏ ذراتو د انرژی طیف ، د هماغه دلایلو له مخی چې یاده شوی ، شا په شا او د ‏β-‎‏ د ویجاړیدو طیف په ‏شان ده ( ۵-۱ شکل ) . د ‏ ‏ د ویجاړیدو څخه د پوزیترونونو منځنی انرژی ‏ ‏ هم له ‏Emax/3‎‏ سره ‏برابر نیول کیږي ، مګر دا چې ډیر کره ( دقیق ) اندازی په کار وي . د ‏ ‏ د ویجاړیدو یوه ځانګړی ‏طرحه ۷-۱ شکل کې ښودل شوې ده .‏

 ‏۷-۱ شکل ) د ‏ د ویجاړیدو طرحه . پاملرنه وکړی چې ‏QEC‏ یاده شوی ، نه ‏ ‏ ده ( له ‏Table of ‎Isotopes‏ څخه رانیول شوی )‏

د الکترون رانیول

 ځینی حالاتو کې ، هسته یو اټمی الکترون رانیسي او د لاندنی معادلی له مخی نیوترینو لیږل کیږي ‏
MN(A,Z)+m = MN(A,Z-1)+ Tv + Be ‏۴۳-۱‏
په ۴۳-۱ معادلی کې ټولې نښې تر دی وړاندی تعریف شړی، غیر له ‏Be‏ نه چې د هستی له خوا ‏رانیول شوی الکترون د تړاو انرژی ده .‏
دغه تبدیل ، د الکترون رانیول ( ګیر اچول ) (‏EC‏) نومیږي . د اټمونو د کتلی پر اساس، ۴۳-۱ ‏معادله لاندنی شکل غوره کوي
M(A,Z) = M(A,Z-1) + Tv ‏۴۴-۱‏
د ‏QEC‏ انرژی چې د ‏EC‏ په ترڅ کې خوشی کیږي عبارت ده له ‏
QEC = M(A,Z)-(M(A,Z-1)‎ ‏۴۵-۱‏
د ‏EC‏ د شونتیا شرط دا دی‏
M(A,Z)-M(A,Z-1)˃0‎ ‏۴۶-۱‏
د الکترون رانیول د ‏ ‏ بل بدیل ده . د ۴۱-۱ او ۴۶-۱ د معادلو پرتله کول ښیي چې هغه هستې چې ‏د ویجاړیدو توان نلري ، ‏EC‏ سره مخامخ کیږي ، ځکه چې د وروستنئ محصول لپاره د کتلې ډیر لږ ‏توپیر په کار ده . خو که چیری د ‏ ‏ ویجاړیدل شونی وي ، ‏EC‏ هم شونتیا لري . د بیلګی په توګه ۷-۱ ‏شکل کې ‏‎22Na‏ ، هم ‏ ‏ سره ویجاړیږي او هم ‏EC‏ .‏
نو ، له ‏EC‏ نه یو ځای تش پاتی کیږي چې د پورتنی کړۍ نه یو الکترون راغورځي او هغه ډکوي . ‏پدی فرض چې یو ‏K‏ الکترون رانیول شوی وي ، ښایې چې د ‏L‏ یو الکترون د هغی ځای تش شوی ډک ‏کړي . کله چې دغه شی پیښ شي ، یو اندازه انرژی چې تقریبا ‏BK – BL ‎‏ سره برابره ده ، لاس ته راځي ‏‏( چې په هغه کې ‏BK‏ او ‏BL ‎‏ ، په ترتیب سره د ‏K‏ او ‏L‏ د تړاو انرژی ده ) . د ‏BK – BL‏ انرژی ښایې د ‏K‏ د ایکس وړانګې په شان چې د فلورسنس (‏Fluorescence‏)‏‎†‎‏ وړانګو په نامه یادیږي ، ولیړل شي . یا دا ‏چې بل اټمی الکترون ته ورکړل شي . که دغه انرژی یو ‏L ‎‏ الکترون ته ورکړل شي ، دغه ذره د ‏
 ‎(BK-BL)-BL=BK-2BL
خوځښتی انرژی به ولیږل شي . هغه اټمی الکترونونه چې په دی توګه لیږل کیږي د اوګر ‏auger‏ ‏الکترونونو په نامه پیژندل کیږي .‏
که چیری یو اټمی الکترون له خپل ځایه والوزی او ځای یې یو بل الکترون د پورتنۍ کړۍ نه ډک ‏کړي ، دلته د اوګر الکترون او د فلورسنس وړانګو تر مینځ د لیږدولو سیالۍ پیښیږي . د لیږل شوی ایکس ‏وړانګو شمیر په قشر کې د هر یو تش ځای په بدل کې د فلورسنس محصول ده . د فلورسنس محصول ‏اټمی شمیری سره ډیریږي .‏

 ‏۴-۵-۱ ذری ، ضد د ذری ، او د الکترون – پوزیترون له مینځه تګ‏
له اټم نه لاندی ټولې ذری یوه ورته ( مثنی ) لری چې د ذری ضد نومیږي ، یوه چارچ لرونکی ذره ‏او یوه ضد د ذره یو برابر چارچ له بیلو علامو سره لري . که ذره خنثی وي لکه نیوترون ، د ذری ضد یې ‏هم خنثی وي . پدی حال کې د هغوی توپیر د یوی بلی ځانګړتیا پایله ده ، لکه څرخوونکی مقناطیسی قوه . ‏ځینی ذرې ، لکه فوتون ، له ضد د ذرې سره یې یو شان وي . یو ضد د ذرې نشی کولای چې ورته ذرې ‏سره وجود شتون ولري .: کله چې یو ضد د ذرې ، ذرې ته رسیږي ، دوی دواړه یو عکس العمل ښیي چې ‏نوې ذرې مینځ ته راولي . ‏
د بیلکی په توګه الکترون او ضد د الکترون (چې هماغه پوزیترون ده) ته پام وکړئ. الکترون او ‏پوزیترون یو شان ذرې دي غیر له چارچ نه یې ، چې ‏e‏ سره برابر ، خو په ترتیب سره ، منفی او مثبت ده ‏‏. د دواړو د عطالت کتله ‏‎0.511 MeV‏ ده . که پوزیترون په یو چاپیریال کې حرکت وکړي ، د اټمی ‏الکترونو سره د ټکر له امله مدام انرژی له لاسه ورکوي . او په پای کې پوزیترون له یو اټمی الکترون ‏سره ترکیبیږي او دواړه له مینځه ځي ، او د ‏‎2mc2‎‏ ټولیزه انرژی سره فوتونونه زیږول کیږي . د پایښت ‏اصل د مینځ ته راوړلو او یو اندازه اقل حد یون لپاره باید دوه فوتونه ولیږل شي ( ۸-۱ شکل ) . اکثرا دوه ‏فوتونه هر یو ‏‎0.5-MeV‏ انرژی سره لیږل کیږي. پایله یې ده چې ، د پوزیترون هر یو لیږدونکئ ، د ‏‎0.5-MeV‏ د مینځه تللو د ګاما چینه ( منبع ) هم ده .‏

 ‏۸-۱ شکل ) د الکترون – پوزیترون له مینځه تګ‏
 ‏۵-۵-۱ مختلط ویجاړیدل‏
په زیاترو هستو کې ، له یو نه ډیر د ویجاړیدو ډولونه امکان لري . هغه کسان چې رادیوایزوتوپی ‏سرچینی ( منبع ) کاروي ، د لیږل شویو ذرو ، انرژی او د لیږلو د احتمالاتو په هکله مالوماتو ته اړتیا ‏لري . زیاتره اټمی او هسته یې فزیک کتابونه دغه شان مالومات لري ، او تر ټولو جامع مالومات په ‏Table of Isotopes‏ د لدرر، هلندر او پرلمن لیکل شوی کتاب کې موندلای شو . ۹-۱ شکل چې یو ‏مختلط ویجاړیدل ښیي له همدې کتاب نه رانیول شوی . غشی ( ویکتورونه ) تر ټولو مهم کمیتونه په ‏دیاګرام کې ښیي . ‏

 ‏۹-۱ شکل ) یو مختلط ویجاړیدل . د هر عنصر د پایښت د حالت لپاره منځنئ عمر ورکړل شوی ده . ‏Qn‏ د نیوترون ‏د بیلتون انرژی ده. د اوښتون احتمال د سلنی په څیر ورکړل شوی . ( ‏Tables of Isotpes‏ نه نیول شوې )‏

 

 


 ‏۶-۱ د رادیواکتیف ویجاړیدو قانون‏

رادیواکتیف ویجاړیدل ، د هستی پخپله بدلون ده . دغه بدلون ښایي چې د یوې نوې هستې جوړیدا یا ‏یوازی په هسته کې د انرژی د بدلون لامل وګرځي . که د رادیو ایزوتوپ یوه ټاکلې اندازه ته لاسرسی وي ‏، هیڅ قطعیت نشته چې « فلانی هسته ویجاړه شي » یا « هیڅ شمیر ویجاړ نه شي » . مونږ یوازی کولای ‏شو له هغه احتمال نه څه ووایو =ې یو هسته دی په یو مالوم وخت کې ویجاړه شي . ‏
دغه احتمال چې یوه هسته د وخت په مفروضه واحد کې ویجاړه شي ، د ویجاړیدو ثابت‎ ‎نومیږي او ‏د λ په توری ښوول کیږي . په یو ځانګړی عنصر کې λ ، ‏
 ‏۱- د ټولې هستې لپاره یو شان ده‏
 ‏۲- د شته هستو څخه خپلواکه او ثابته ده‏
 ‏۳- د هستی له عمر نه خپلواکه ده .‏
د ‏m‏ ټاکلی کتله له یو ټاکل شوې ایزوتوپ نه د λ د ویجاړیدو ثابت سره په پام کې ونیسی . د اټمونو ( ‏یا هستو ) شمیره د ‏m‏ په کتله کې عبارت ده له ‏
 ‏۴۷-۱‏
چې هغه کې ‏
NA = 6.022x1023 = ‎د اووګدرو شمیره
NA= ‎دایزوتوپ اټمی وزن
 د اټمونو دغه شمیر ، د ویجاړیدو له کبله ، د وخت پر اساس او د لاندنی اړیکی په بنا کمیږي .‏
دوخت په واحد کې ویجاړیدل = د وخت په واحد کې کمیدل
 یا د ریاضی په ژبه ‏
 ‏۴۸-۱‏
د دغی معادلی ځواب عبارت ده له ‏
 ‏۴۹-۱‏
چې په هغه کې ‏N(0)‎‏ د اټمونو شمیره ده په ‏t = 0‎‏ کې .‏
دغه احتمال چې یوه هسته د ‏t‏ په موده کې ویجاړه نه شي ، یعنی د ‏t‏ په موده کې پاتی شي ، لاندنی ‏نسبت سره ورکول کیږي :‏
 ‏۵۰-۱‏

د دی احتمال چې هسته د ‏t‏ او ‏t+dt‏ ترمینځ ویجاړه شي عبارت ده له ‏
t+dt =‎‏ په وخت کې پاتی شي )‏tد دی احتمال چې د ‏‎ ‎‏ په وخت کې ویجاړه شي) (‏dt ‎‏(د دی احتمال چې د ‏
 ‏= ‏e-λyλdt
د هستی ‏t‏ منځنی عمر لاندنی اړیکی (رابطی) سره ورکول کیږي
‏۵۱-۱‏
هغه مفهوم چې په پراخه توګه له رادیوایوتوپونو سره کارول کیږي د ‏T‏ منځنی عمر ده ، چې د هغی ‏مودی په مانا ، چې د یوی ځانګړې هستې نیمایې برخه ویجاړیدو ته ورته اړتیا ده ، تعریفیږي . په دی ‏توګه ، د ۴۹-۱ معادلی په کارولو ‏

چې له هغی نه د λ او ‏T‏ تر مینځ لاندنی شکل راځی ‏
 ‏۵۲-۱‏
د ‏N(t)‎‏ هسته نمونه په هره ‏t‏ شیبه کې ، هر یو د λ د ویجاړیدو ثابت سره ، د هغو هستو شمیر چې د ‏وخت په واحد کې یې د ړیجاړیدو تمه کیږي عبارت ده له ‏
A(t) = λN(t)‎ ‏۵۳-۱‏
د فعالیت واحدات عبارت دي له بکرل (‏Bq‏) ، یو ړیجاړیدل په ثانیه کې ، یا کوری ( ‏Ci‏ ) چې ‏برابره ده ‏‎3.7x1010Bq‏ سره ، دي . بکرل د ‏SI‏ واحد ده چې په ۱۹۷۷ کې تعریف شوی ده. ‏
د ځانګړې فعالیت ( ‏SI‏ ) اصطلاح ډیر کارول کیږي . دغه اصطلاح ښایې له دی دوو نه د یوی مانا ‏وي :‏
 ‏۱- د ټینګو ( جامداتو ) لپاره


‏۲- د غازونو او بهاندو لپاره ‏

 ‏۷-۱ دهسته عکس العملونه‏
 ‏۱-۷-۱ عمومیات‏
هسته یې عکس العمل ، د دوو ذرو تر مینځ متقابل عمل ده ، یوه بمبارد کوونکی چټکه ذره، د ‏Projectile‏ ویشتونکی او بله ورو (سوکه ) یا نه خوځیدونکی ( ساکن ) ذره د هدف‎ ‎په نامه . د عکس ‏العمل محصول ښایې دوه ذری یا تر هغی زیاتی وي . هغه انرژیو لپاره چې دلته یې په پام کې لرو ‏‏(‏‎20MeV˃‏)، محصول دوی ذری دي ( د سوری نه بغیر) .‏
که ‏X1‎‏ او ‏X2‎‏ لګیدونکی ذری او ‏X3‎‏ او ‏X4‎‏ محصول وي ، عکس العمل په لاندی ډول ښودل کیږي ‏

یا
X2(X1,X3)X4‎
د قوسونو تر مینځ ذری سپکې دي او ‏X1‎‏ ویشتونکی ده. د عکس العمل بله څرګندونه ، یوازی د سپکو ‏ذرو ده چې په هغه حالت کې دغه عکس العمل د (‏X1,X3‎‏ ) په څیر ښیي ، لکه دغه عکس العمل ‏

کولای شو د ‏ ‏ او یا هم په ډیر ساده شکل ، د ( ‏n,a‏ ) د عکس العمل په شان یې وښیو . ‏
کله چې یو هسته یې عکس العمل پیښیږي ، ځینی کمیتونه پایې . له هغو نه څلورو ته دلته پام کوو . د ‏لوړو عکس العملونو لپاره لاندنی کمیتونه پایښت لري :‏
Z1+Z2 = Z3+Z4‎ چارچ
A1+A2 = A3+A4‎ کتلوی شمیره
E1+E2 = E3+E4‎ ‏(دعطالت کتلی انرژی + د خوځښت انرژی )‏ ټولیزه انرژی ‏
P1+P2 = P3+P4‎ د کرښه ییز یون اندازه
 زیاتره هسته یې عکس العملونه د یوی مرکبی هستی له لاری پیښیږي . مرکبه هسته ، چې د ‏X1‎‏ او ‏X2‎‏ له ټکره وروسته مینځ ته راځي ، ځښته ډیره پاریدلی ده او یوازی د ‏‎10-12‎‏ نه تر ‏‎10-14‎‏ ثانیو لپاره ، تر ‏دی وړاندې چې په ‏X3‎‏ او ‏X4‎‏ ویجاړه (وویشل ) شي ، عمر لري . مرکبه هسته ښایي له یوې نه ډیرو لارو ‏مینځ ته راشي او ښایې له یوی نه په ډیرو طریقو ، چې د مینځ ته راتګ طریقی ته هم تړلۍ نه وي ، ‏ویجاړه شي . د ‏ ‏ د مرکبی هستی بیلګه ته پام وکړئ :‏

د ‏‎14N‏ د پیدایښت او ویجاړیدو ډولونه د انرژی د سطحو دیاګرام په ۱۰-۱ شکل کې ښودل شوی . ‏بی له دی چې د هستی د پیدایښت په څرنګوالی ته پام وشی ، د پاریدلی حالت انرژی یې برابره ده له ‏ویشتونکی (‏a,n,p ‎‏ او داسی نور ) د بیلتون انرژی سره په اضافه د دوو ذرو د خوځښتی انرژی یوه برخه. ‏ځکه چې د بیلتون انرژی د ‏MeV‏ له مرتبی څخه ده، روښانه ده چې که د ویشتونکی او هدف انرژی ‏صفر هم وي ، مرکبه هسته د پام وړ د پاریدلی حالت انرژی لري . ‏

 ‏۱۰-۱ شکل ) د مرکبی هستی د پیدایښت او ړیجاړیدو بیلابیل ډولونه . د ساده ګئ او روښانه کیدو په موخه ، ګراف ‏دا ښیي چې مرکبه هسته ، بی له دی چې د پیدایښت څرنګوالی ته یې پام وشی، د پاریدلو ثابته انرژی لري. لزوما دا صحیح ‏نده .‏

په کره توګه ، دا چې د مرکبی هستی مینځ کې څه تیریږي ، تر اوسه نده روښانه . باور په دی ده – ‏او تجربه هم دا باور نه ردوي – چې د مرکبی هستی د پاریدلو انرژی په چټکتیا د ټولو نیوکلونو( ‏A1+A2‎‏) ‏تر مینځ ویشل کیږي . د نیوکلونو تر مینځ د انرژی تبادله شا په شا توګه تر سره کیږي تر هغو چې یو یا ‏یوه غوټه یې دومره انرژی لاس ته راوړي چې د بیلتون تر انرژی یې لویه وي او وشی کړای چې مرکبه ‏هسته خوشی کړي ، او په یوه خپلواکه ذره بدله شي . ‏

 ‏۲-۷-۱ د هستی د عکس العملونو سینماتیک‏

په دی برخه کې دوو سوالونو ته ځواب ورکوو :‏
 ‏۱- په دی فرض چې ‏M4 , m3 , M2 , m1 ‎‏ کتلی ، او د‎ ‎‏( ‏m1‎‏ ) ویشتونکی او د (‏M2‎‏) هدف د ‏خوځښت انرژی مالومه وي ، څرنګه کولای شو د ‏M4 , m3‎‏ د کتلو لرونکو محصول خوځښتی انرژی ‏محاسبه کړو ؟ ‏
 ‏۲- حد اقل انرژی چې ‏M2 , m1 ‎‏ ذرات د عکس العمل ښودلو لپاره اړتیا ورته اړتیا لري څه ده ؟
 یوه ذره ‏m1 ‎‏ کتلی او ‏v1‎‏ چټکتیا سره ( ‏T1‎‏ د خوځښت انرژی ) په پام کې ونیسئ چې د ‏‎ M2‎کتلی ‏لرونکی په یو هدف ولګیږي . څرنګه چې ۱۱-۱ شکل ښیي ، د دغی عکس العمل له امله ، ‏M4 , m3‎‏ ذری ‏د ‏v3‎‏ او ‏v4‎‏ چټکتیاوو سره ( ‏T3‎‏ او ‏T4‎‏ خوځښتی انرژی ) مینځ ته راځي . د انرژی د پایښت قانون او د ‏کرښه ییز یون د اندازی په کارولو سره مونږ لرو چې :‏
انرژی
m1 +T1 + M2 = m3 +T3 +M4 +T4‎ ‏۵۴-۱‏
د ‏x‏ محور ، د یون اندازه ‏
m1v1= m3v3 cosθ + M4v4 cosϕ‎ ‏۵۵-۱‏
د ‏y‏ محور ، د یون اندازه ‏
m3v3 sinθ =M4v4 sinϕ‎‏ ‏ ‏۵۶-۱‏
کمیت
Q = m1 + M2 + m3 + M4‎ ‏۵۷-۱‏
اندازه د عکس العمل ‏Q‏ نومیږي . که ‏Q˃0‎‏ ، عکس العمل انرژی زیږوونکئ بلل کیږي . که ‏Q˂0‎، عکس العمل انرژی اخیستونکئ بلل کیږي . ‏
د غیر نسبیتی سینماتیک په فرض ، چې هغه کې ‏T = 1/2mv2‎‏ ، ۵۴-۱ او ۵۶-۱ معادلی په لاندی ‏ډول بدلیږي :‏
 ‏۵۸-۱‏
 ‏۵۹-۱‏
 ‏۶۰-۱‏
 ‏۵۸-۱ تر ۶۰-۱ معادلی څلور مجهوله ‏T3‎‏ ، ‏T4‎‏ ، θ او ϕ لري . نو ځکه نشو کولای چې هغه د هر ‏یو مجهول لپاره حل کړو او واحد ځواب پیدا کړو . په عمل کې ، هر مجهول د یو ثانوی مجهول ‏په اساس بیان کیږي . د بیلګی په توګه ، د ‏‎ T4‎‏ او‎ ‎ϕ حذفولو څخه وروسته ‏T3‎‏ د θ تابع په حیث . ‏دغه عبارت ، هر څو سم سیخ ده ، خو پیچلئ ده . دوه ځانګړي موارد دا دي : ‏
 ‏۱- 0 = θ ، ‏ ‏ . پدی حالت کې ‏m3‎‏ او ‏M4‎‏ ذری د ویشتونکی د یون لار ته لیږل کیږي ‏‏(۱۲-۱شکل) . ۵۸-۱ او ۵۹-۱ معادلی په لاندنی بڼه نیسي . ‏
T1+Q=T3+T4‎ ‏۶۱-۱‏
 ‏۶۲-۱‏
او کولای شو هغه د ‏T3‎‏ او ‏T4‎‏ لپاره حل کړو . دغه د ‏T3‎‏ او ‏T4‎‏ اندازی ، د ‏m3‎‏ او ‏M4‎‏ د ذرو د ‏خوځښتی انرژی حد اقل او حد اکثر ورکوي . ‏


 ‏۸-۱ ماتیدنه (سورۍ)‏

ماتیدنه هغه عکس العمل ده چې په هغه کې یوه درنه هسته په دوو درنو ټوټو ویشل کیږي . د ماتیدلو ‏پروسه کې ، خالصه انرژی خوشی کیږي ، ځکه چې د درانه هسته یې نیوکلون د تړاو انرژی د ماتو شویو ‏ټوټو نه –د تناوبی جدول منځنی برخی پوری تړلی – لږ ده . په حقیقت کې د ‏A˃85‎‏ لپاره د تړاو انرژی ‏پر نیوکلون کمیږي . د همدی له مخی ، هر هسته د ‏A˃85‎‏ سره ښایې د ماتیدنې عملیې سره یو بل پایښت ‏لرونکی ساختمان ته ولاړ شي . دغه شان « په خپل سر » ماتیدنه ممکنه ده خو له احتمال نه ډیر لرې . ‏یوازی ډیری درنی هستی ( ‏Z˃92‎‏ ) د په خپل سر ماتیدو سره مخامخیږي . ‏
د زیاترو درنو هستو لپاره ( ‏Z˃90‎‏ ) ، په دی شرط ماتیدنه مینځ ته راځي چې په یو طریقه یوه ‏اندازه انرژی ، حد اقل د بحران انرژی ‏Ec‏ سره برابر، لکه ، د نیوترون یا ګاما د جذب له لاری ، ورکړل ‏شي . د بیلګی په توګه، د ‏‎235U‏ (۱۲-۱ شکل ) ته پام وکړی . که یو نیوترون ‏Tn‏ خوځښتی انرژی سره ‏جذب شي ، د ‏‎236U‏ مرکبه هسته په لاندنی اندازه د پاریدلو انرژی تر لاسه کړي . ‏
 ‏ ‏
که ‏Bn + (A/A+1)Tn ˃Ec‏ وي ، ښایي ماتیدنه پیښه شي او د پای حالت هماغه ده چې په ( ۱۲-۱ ‏شکل ) کې د ماتیدنې د محصول په بڼه ښودل شوی ده . د ‏‎236U‏ لپاره ،‏Ec=5.3MeV‏ او ‏Bn=6.4 MeV‏ ‏ده . نو ځکه ، که یو نیوترون د صفر په اندازه خوځښتی انرژی سره هم جذب شي ، ښایې د ماتیدنی لامل ‏وګرځي . د ‏‎239U‏ لپاره ، چې د ‏‎238U‏ څخه د یو نیوترون د اخیستلو په پایله کې مینځ ته راځي ، ‏Bn=4.9MeV‏ او ‏Ec=5.5MeV‏ . نو ځکه ماتیدنه نه پیښیږي ، مګر دا چې د نیوترون د خوځښت ‏انرژی لاندنئ اړیکی کې صدق وکړي .: ‏


ماتی شوی ټوټی ځښته ډیری پاریدلی هستی دی ، د متناوب جدول په منځنی برخه کې . دغه هستی د ‏‎20c‏ تر شاو خوا مثبت چارچ لري ، او د نیوترون د شمیر له پلوه بډای دي . لامل یې دا دی چې په درنو ‏هستو کې د نیوترون – پروتون نسبت د جدول په منځنی برخه کې تر نورو هستو ډیر لوړ وي . ‏
د بیلګی په توګه ‏‎236U‏ په پام کې ونیسئ ( ۱۳-۱ شکل ) . فرض وکړئ چې دغه هسته په لاندی ډول ‏په دوو ټوټو ویشل کیږي : ‏
Z1 = 48‎ N1 = 80‎ A1 = 128‎
Z2 = 44‎ N2 = 64‎ A2 = 108‎
د پورتنیو دوو ټوټو نیوترون – پروتون نسبت تر هغه ډیر اوچت ده چې د هغو د اټمی کتلی د پایښت ‏لپاره ورته اړتیا ده . دغه ټوټې ، د نیوترون په لیږلو او یا د ‏β-‎‏ د ویجاړولو سره د اضافی نیوترونونو له ‏شره خلاصیږي . ‏
یوه هسته تل په یوه طریقه نه ویشل کیږي . د ( ‏A,Z‏ ) د ماتی هره ټوټه ، په احتمال د ماتیدنی د ‏محصول په نامه به ولیږل شي . ( ۱۴-۱ شکل ) د ‏‎235U‏ د ماتی لپاره د ماتیدنی محصول ښیي . د تودوخی ‏د نیوترونو لپاره ، « نامتقارن» ماته ښه ده . کولای شو چې وښیو چې نامتقارنه ماته لا زیاته انرژی ‏ورکوي . ‏

 ‏۱۳-۱ شکل ) د ‏‎236U‏ د ماتیدو نه تر لاسه شوی ‏FF1‎‏ او ‏FF2‎‏ ټوټی ، د نیوترون د شمیر له پلوه بډای دي .‏

د نیوترون د انرژی په زیاتیدو ، د مرکبی هستی د پاریدو انرژی هم زیاتیږي . د ماتیدو امکان داسی ‏ده چې ، د انرژی لور لید نه ، دومره توپیر نه لري چې ماتیدل متقارن وي یا نامتقارن . له همدی کبله ، د ‏متقارنی ماتی احتمال ډیریږي . ‏

 ‏۱۴-۱ شکل ) د تودوخی الکترونونو له خوا تپل شوی ماته لپاره د ماتی محصول .پری شوی کرښه په هغه وخت ‏کې محصول ښیي چې ‏‎14-MeV‏ تپل کیږي .‏
د ماتیدو ټوټی د د نیوترون ، بیتا او ګاما په لیږلو سره ویجاړیږي ، او زیاتره یې له ماتیدو څخه ‏وختونه وروسته هم ، ځلیدونکی پاتی کیږي . له ماتیدوڅخه لیږل شویو ذرو مهمی ځانګړتیاوی دا دي : ‏
 ‏۱- بیتا . تقریبا په هره ماته کې د بیتا شپږ ذری لیږل کیږي او په منخنی توګه ‏‎7 MeV‏ ټولیزه ‏انرژی لیږدوي . ‏
 ‏۲- ګاما . د ماتیدو په وخت کې د ګاما تقریبا ۷ وړانګې لیږل کیږي . دغو ته ناڅاپه (آنی) ګاما ‏وایي. وروسته له دی نه تقریبا ۷ تر ۸ نوری ګاما خوشی کیږي ، چې په پڅو ګاما ګانو باندی مشهوری ‏دي. فوتونونه په هره ماتیدا کې په ټولیزه توګه ‏‎15 MeV‏ لیږدوي . ‏
 ‏۳- نیوترون . د تودوخې نیوترونو څخه رامینځته شوی ماتی پر سر ، د نیوترونو شمیر ۲ تر ۳ دي . ‏دغه شمیره په کرښه ییزه توګه ، نیوترونی خوځښتی انرژی سره چې ماتیدنه تپي ، ډیریږي . منځنئ ‏نیوترونی انرژی چې په ماته کې لیږل کیږي ، ‏‎2 MeV‏ ده . تر ۹۹٪ زیاتره نیوترونونه د ماتیدا په وخت ‏کې لیږل کیږي ، او ناڅاپه نیوترونونه نومول کیړي . ډیره کوچنۍ برخه یې هم د پڅ نیوترونو په بڼه لیږل ‏کیږي . پڅ نیوترونونه د هسته یې ریاکتور د کنټرول لپاره ډیر اهمیت لري . ‏
 ‏۴- نیوترینو. د ‏‎11 MeV‏ په شاوخوا کې د هغه نیوترینو