Физикалық шамаларды өлшеу бірліктері

1.

Физикалық шамаларды өлшеу бірліктері
Ядролық физика мен жоғары энергиялар физикасында ұзындықтың
өлшем бірілігі ретінде ферми қолданылады:
1 фм=10–15 м,
ал аудандар (реакциялар қималары) барн-мен анықталады:
1 б =102 фм2 =10–28 м2.
Энергияның өлшем бірлігі – мегаэлектронвольт, гигаэлектронвольт:
1 МэВ=106 эВ=1,6 10–13 Дж,
1 ГэВ=109 эВ=1,6 10–10 Дж.

2.

Элементар бөлшектердің массалары МэВ/c2 өлшенеді., мұнда c –
вакуумдағы жарық жылдамдығы, c=3 108 м/с. Кейбір жағдайларда массаны
МэВ-пен жазылады. Мысалы, электронның массасы 0,51 МэВ-қа тең, ал
протонның – 938 МэВ.

3.

Физикалық процестердің класқа бөлінуі
Жылдамдықтар (энергиялар) бойынша процестер релятивтік және
релятивтік емес болады.
Бөлшектердің жылдамдықтары жарық жылдамдығына шамалас болса
(v c), мұндай процестер салыстырмалылық теориясында негізделген
релятивтік физикада зерттелінеді.
Егер де бөлшектердің жылдамдықтары жарық жылдамдығынан
анағұрлым төмен болса (v<<c), процестер релятивтік емес процестерге
жатады. оларды релятивтік емес физикада, мысалы ньютондық механикада
қарастырылады.

4.

Физикалық процестердің класқа бөлінуі
Физикалық
құбылыстар
масштаб
(зерттелінетін
өлшемдері мен олардың арақашықтықтары) бойынша
қарастырайық.
объектілердің
жүйелендіруін
Құбылыстың масштабы R>100 млн жарықтық жыл болса, мегадүние
ұғымы қарастыралады. Мегадүниенің қасиеттері мен эволюциясын
космология зерттейді.
Адамды
қоршайтын
денелер
макродүниеге
макроскопиялық физиканың объектісі болып табылады.
жатады.
Олар
Масштаб R<10–8 м (өлшемдері молекуладан төмен) болса, құбылыстар
кванттық физика зерттейтін микродүниеге жатады.

5.

Масштабы R<10–8 м (өлшемдері молекуладан төмен)
құбылыстар кванттық физика зерттейтін микродүниеге жатады.
болса,
Микродүние “нәзік құрылымға” ие:
10–10<R<10–8 м – молекулалық және атомдық физикасының объектілері
R 10–15 м – ядролық
физикасының объектілері
физика
және
төмен
энергиялы
10–15<R<10–18 м – жоғары энергиялар физикасының объектілері
R<10–18 м – субмикродүние
бөлшектер

6.

Фундаменталды әрекеттесулер
1. Күшті әрекеттесу
Адрондар (мысалы, протон мен нейтрон) арасындағы әрекеттесу. Ядролық
күштер күшті әрекеттесулерге жатады.
2. Электрмагниттік әрекеттесу
Электр зарядталған бөлшектер мен фотондар арасындағы әрекеттесу.
Фундаменталды әрекеттесулердің ішінде ең зерттелінген әрекеттесу.
3. Әлсіз әрекеттесу
Бөлшектердің баяу ыдырауын анықтайды. Атом ядроларының бетаыдыраулары көпшілікке таныс әрекеттесулері болып табылады.
4. Гравитациялық әрекеттесу
Барлық бөлшектер мен денелер қатысады.

7.

№
Әрекеттесу
1 Күшті
2 Электрмагниттік
3 Әлсіз
4 Гравитациялық
Механизм
Қарқындыл Радиус R,
ығы
м
Сипаттамалық
уақыт , с
Глюондармен
алмасу
Фотондармен
алмасу
10 1 – 101
10 15
10 23
1/137
10 20
Аралық
бозондармен
алмасу
Гравитондарм
ен алмасу
10 10
10 18
10 13
10 38
?

8.

Атом ядросының ашылуы
1816 ж. – У.Проут жасаған болжамы бойынша, барлық атомдар сутегі атомдарынан
құрылады.
1869 ж. – Д.Менделеев элементтердің периодтық жүйесін құрды.
1886 ж. – У.Крукс: атомдар ”протил” деп аталатын алғашқы субстанциядан тұрады.
1901 ж. – Ж.Переннің ”Атомның ядро-планетарлық құрылымы” атты мақаласы
жарияланды. Оң зарядталған ядроны электрондар айналады деген
болжам жасалынды. Айналу жиілігі атом шығаратын жарықтың жиілігіне
сәйкестенеді.
1903 ж. – Дж.Дж.Томсон атомның статикалық моделін (”жүзімі бар пудинг”)
тұжырымдаған.
1904 ж. – Х.Нагаока Сатурн планетасына ұқсас атомның планетарлық моделін
ұсынды.

9.

1906 ж. – Э.Резерфорд затта -бөлшектердің шашырауын байқаған.
1910 ж. – Резерфордтың қызметкерлері Х.Гейгер мен Э.Мардсен -бөлшектердің
үлкен бұрыштарға (180 дейін) шашырауын байқаған.
1911 ж. – Э.Резерфорд атомның планетарлық моделін ұсынды: атомның
ортасында атом массасының үлкен бөлігін алатын оң зарядталған
шағын ядро орналасады. Ядроны электрондар айналып тұрады.
1912 ж. – П.Блэкетт жаңадан ашылған Ч.Вильсонның тректік камерасы көмегімен
-бөлшектер іздерінің фотосуреттерін алды. Тректердің омырықтары
камера затының атом ядроларындағы -бөлшектердің бірдүркін
шашырау актілеріне сәйкес келеді.
1913 ж. – А.Ван-дер-Брук -бөлшектердің шашырау мәліметтерін ядроның Ze
зарядымен түсіндірді.
1914 ж. – Г.Мозли сипаттамалық рентген сәулелердің жиіліктерін өлшеп, Ван-дерБрук болжамының дұрыстығын көрсетті.

10.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ядролық физика институты (Алматы)
ВВР-К зерттеу атомдық реактор
Жылулық нейтрондардағы бассейн типті реактор 1967 ж. іске қосылған. Жылу
тасығыш, баяулатқыш пен шағылдырғыш ретінде тұздан тазартылған су
пайдалынады.
Жылулық нейтрондардың максимал
тығыздығы – 1.1х1014 н/(см2с).
Жылу қуаты – 6 МВт.

11.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ядролық физика институты (Алматы)
Сындық стенд
Шағын қуатты (100 Вт) реакторда жылулық нейтрондарда зерттеулер
жүргізіледі. Мұнда баяулатқыш пен шағылдырғыш ретінде жеңіл су мен
бериллий қолданылады.

12.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ядролық физика институты (Алматы)
УКП-2-1 Ауыр иондардың үдеткіші
Электрстатикалық үдеткіш 1987 ж. іске қосылған.

13.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ядролық физика институты (Алматы)
У-150М изохрондық циклотрон
Циклотрон «классикалық
режимінде» 1965 ж. іске қосылған.
Үдетілген бөлшектердің энергиясы
10 МэВ/нуклонға болатын.
1972 ж. изохрондық режимге
ауыстырғанда энергиялары:
протондардың 7-30 МэВ,
гелий-3 иондардың 18-61 МэВ,
гелий-4 иондардың 25-50 МэВ.

14.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ядролық физика институты (Алматы)
ЭЛВ-4 электрондар үдеткіші
Үдеткіш 1993 ж. іске қосылды. Қазақстандағы электронды-сәулелік
технологиялардың алғашқы қондырғысы болып табылады.

15.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ядролық физика институты (Астана)
ДЦ-60 үдеткіш кешені
ДЦ-60 үдеткіш құрамында:
- ауыр иондардың инжектор-имплантатор;
- шоқтың аксиальды инжекция жүйесі;
- изохрондық циклотрон;
- иондарды шығару жүйесі;
- үдетілген иондардың тасымалдау 3 каналы;
-төмен энергиялы иондардың тасымалдау каналы;
- ғылыми және технологиялық қондырғылар

16.

Қазақстандағы ядролық қондырғылар
Ұлттық ядролық орталығы (Курчатов)
Токамак КТМ
2010 ж. қыркүйек айында алғашқы іске
қосылуы өткізілді. Жасалған жұмыстардың
мақсаты – вакуумдық камерада жұмыстық
газдың тесуін алу және 10-30 кА тогы бар
плазмалық бауды қалыптастыру

17.

Қазақстандағы ядролық
қондырғылар
Ұлттық ядролық орталығы (Курчатов)
Реактор ИВГ.1М
ИВГ.1М зерттеу реакторы ИВГ.1
реактордың жетілдіру нәтижесінде
алынды.
ИВГ.1М жылу шығарғыш құрастырмалар
(ТВС) мен жоғары температуралы
газбен салқындататын реакторлардың
активті аумақтың сынақтарын өткізуге
арналған.

18.

Қазақстандағы ядролық
қондырғылар
Ұлттық ядролық орталығы (Курчатов)
ИГР реакторы
Импульсты графит реакторы
нейтрондық және гамма-сәулелердің
көзі болып табылады.

19.

Қазақстандағы ядролық
қондырғылар
Маңғыстау
атомдық
кешені (Ақтау)
энергиялық
БН-350 реакторы
Шапшаң нейтрондар реакторы ядролық
реакторларда қолданылатын
материалдарды сынауға арналған.
1999 ж. істен шығарылды.