একে অপরের সাথে নিউক্লিয়াসের মিথস্ক্রিয়া নির্দেশ করে যে নিউক্লিয়াসে বিশেষ পারমাণবিক শক্তি বিদ্যমান, যা ধ্রুপদী পদার্থবিজ্ঞানে পরিচিত (মাধ্যাকর্ষণ এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক) কোনো ধরনের শক্তিতে কমানো যায় না।

পারমাণবিক শক্তি- এই শক্তিগুলি যা নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নগুলিকে ধরে রাখে এবং শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াটির প্রকাশকে উপস্থাপন করে।

পারমাণবিক শক্তির বৈশিষ্ট্য:

• 1) তারা স্বল্প-পরিসরের: ~1 (H 5 m, প্রোটনের মধ্যে কুলম্ব বিকর্ষণ সত্ত্বেও, আকর্ষণীয় বল হিসাবে পারমাণবিক বলগুলি নিউক্লিয়নকে ধরে রাখে; কম দূরত্বে, নিউক্লিয়নের আকর্ষণ বিকর্ষণ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়;
• 2) চার্জের স্বাধীনতা আছে: যেকোনো দুটি নিউক্লিয়নের মধ্যে আকর্ষণ একই (p-p, p-p, p-p);
• 3) পারমাণবিক শক্তি সম্পৃক্ততা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়: নিউক্লিয়াসের প্রতিটি নিউক্লিয়ন শুধুমাত্র তার নিকটতম সীমিত সংখ্যক নিউক্লিয়নের সাথে যোগাযোগ করে;
• 4) পারমাণবিক শক্তিগুলি মিথস্ক্রিয়াকারী নিউক্লিয়নগুলির স্পিনগুলির পারস্পরিক অভিযোজনের উপর নির্ভর করে (উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রন একটি ডিউটরন গঠন করে - ডিউটেরিয়াম আইসোটোপের নিউক্লিয়াস ] এন,শুধুমাত্র যদি তাদের পিঠ একে অপরের সমান্তরাল হয়);
• 5) পারমাণবিক শক্তি কেন্দ্রীয় নয়, যেমন পারস্পরিক ক্রিয়াশীল নিউক্লিয়নের কেন্দ্রগুলির সাথে সংযোগকারী লাইন বরাবর নির্দেশিত হয় না, যেমনটি নিউক্লিয়ন স্পিনগুলির অভিযোজনের উপর নির্ভরশীলতার দ্বারা প্রমাণিত হয়।

নিউক্লিয়ন-নিউক্লিয়ন বিক্ষিপ্তকরণের পরীক্ষায় দেখা গেছে যে নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নগুলির মধ্যে কাজ করে পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া শক্তিগুলি একটি বিনিময় প্রকৃতির এবং পারমাণবিক বল ক্ষেত্রের কোয়ান্টা বিনিময়ের কারণে ঘটে, যাকে বলা হয় এন-মেসন (পায়নস, সাবটোপিক 32.2 দেখুন)। পাইওন হাইপোথিসিস, পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়ার একটি বিস্তারিত কোয়ান্টাম তত্ত্বের কাঠামোর মধ্যে, জাপানি পদার্থবিদ এইচ. ইউকাওয়া (নোবেল পুরস্কার, 1949) দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। ইউকাওয়া কণা, পাইওন, আনুমানিক 300 ইলেক্ট্রন ভর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং স্বল্প-পরিসরের প্রকৃতি এবং পারমাণবিক শক্তির বৃহৎ মাত্রা ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে।

পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের মডেল। INপারমাণবিক নিউক্লিয়াসের তত্ত্বটি খুব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকামডেলগুলি দ্বারা অভিনয় করা হয় যা পারমাণবিক বৈশিষ্ট্যগুলির একটি নির্দিষ্ট সেটকে বেশ ভালভাবে বর্ণনা করে এবং তুলনামূলকভাবে সহজ গাণিতিক ব্যাখ্যার অনুমতি দেয়। আজ অবধি, পারমাণবিক শক্তির জটিল প্রকৃতির কারণে এবং একটি নিউক্লিয়াসে সমস্ত নিউক্লিওনের গতির সমীকরণগুলি সঠিকভাবে সমাধান করার অসুবিধার কারণে, নিউক্লিয়াসের কোনও সম্পূর্ণ তত্ত্ব এখনও নেই যা এর সমস্ত বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করবে।

আসুন নিম্নলিখিত দুটি মূল মডেল বিবেচনা করুন - ফোঁটা এবং শেল।

ড্রিপ মডেল 1936 সালে জার্মান বিজ্ঞানী এম. বর্ন এবং রাশিয়ান বিজ্ঞানী জে. ফ্রেঙ্কেলের দ্বারা উত্থাপিত হয়েছিল৷ এই মডেলে, এটি অনুমান করা হয় যে নিউক্লিয়াসটি পারমাণবিকের সমান ঘনত্বের সাথে সংকোচযোগ্য চার্জযুক্ত তরলের একটি ফোঁটার মতো আচরণ করে এবং আইন মেনে চলে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের। সুতরাং, নিউক্লিয়াস একটি অবিচ্ছিন্ন মাধ্যম হিসাবে বিবেচিত হয় এবং পৃথক নিউক্লিয়নের গতিবিধি আলাদা করা হয় না। নিউক্লিয়াসে এক ফোঁটা তরল এবং নিউক্লিয়নের মধ্যে অণুর আচরণের মধ্যে এই সাদৃশ্যটি পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলির স্বল্প-পরিসরের প্রকৃতি, পারমাণবিক শক্তির সম্পৃক্ততার বৈশিষ্ট্য এবং বিভিন্ন নিউক্লিয়াসে পারমাণবিক পদার্থের একই ঘনত্বকে বিবেচনা করে। ড্রপ মডেলটি পারমাণবিক বিক্রিয়ার প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করেছে, বিশেষ করে পারমাণবিক বিভাজন প্রতিক্রিয়া, একটি নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তির জন্য একটি আধা-অনুভূতিমূলক সূত্র প্রাপ্ত করা সম্ভব করেছে এবং ভর সংখ্যার উপর নিউক্লিয়াসের ব্যাসার্ধের নির্ভরতাও বর্ণনা করেছে। .

শেল মডেলঅবশেষে আমেরিকান পদার্থবিদ এম. গোয়েপার্ট-মেয়ার এবং জার্মান পদার্থবিদ জে.এইচ. 1949-1950 সালে জেনসেন এই মডেলে, নিউক্লিয়াসের অবশিষ্ট নিউক্লিয়নগুলির গড় কেন্দ্রীয়ভাবে প্রতিসম ক্ষেত্রে নিউক্লিয়নগুলি একে অপরের থেকে স্বাধীনভাবে সরানো বলে মনে করা হয়। এই অনুযায়ী, বিযুক্ত আছে শক্তির মাত্রা, পাউলি নীতিকে বিবেচনায় নিয়ে নিউক্লিয়ন দিয়ে ভরা। এই স্তরগুলিকে গোষ্ঠীভুক্ত করা হয়েছে৷ শাঁস,যার প্রতিটিতে নির্দিষ্ট সংখ্যক নিউক্লিয়ন থাকতে পারে। নিউক্লিয়নের স্পিন-অরবিট মিথস্ক্রিয়া বিবেচনা করা হয়। নিউক্লিয়াসে, সবচেয়ে হালকা বাদে, জে-/"-সংযোগ।

সম্পূর্ণ ভরা শেল সহ নিউক্লিয়াস সবচেয়ে স্থিতিশীল। মায়াবীপারমাণবিক নিউক্লিয়াস বলা হয় যাদের নিউট্রনের সংখ্যা এনএবং/অথবা প্রোটনের সংখ্যা Z একটি ম্যাজিক সংখ্যার সমান:

2, 8, 20, 28, 50, 82 এবং TV = 126। ম্যাজিক নিউক্লিয়াস অন্যান্য নিউক্লিয়াস থেকে আলাদা, উদাহরণস্বরূপ, স্থায়িত্ব বৃদ্ধিতে, প্রকৃতিতে বৃহত্তর বিস্তৃতি।

কোর যার জন্য Z এবং Z উভয়ই জাদুকর এন,বলা হয় দুবার যাদুকর।দ্বিগুণ জাদু নিউক্লিয়াস অন্তর্ভুক্ত: হিলিয়াম তিনি, অক্সিজেন J> 6 0, ক্যালসিয়াম joCa, tin jjfSn, সীসা g^fPb। বিশেষত, He নিউক্লিয়াসের বিশেষ স্থায়িত্ব এই সত্যে প্রকাশ পায় যে এটি একটি একক কণা। -কণা,তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সময় ভারী নিউক্লিয়াস দ্বারা নির্গত হয়।

ম্যাজিক সংখ্যার ভবিষ্যদ্বাণী করার পাশাপাশি, এই মডেলটি স্থলের ঘূর্ণন এবং নিউক্লিয়াসের উত্তেজিত অবস্থার মান খুঁজে বের করা সম্ভব করেছে, পাশাপাশি তাদের চৌম্বক মুহূর্ত. এই মডেলটি আলোক এবং মাঝারি নিউক্লিয়াস বর্ণনা করার জন্য, সেইসাথে স্থল অবস্থায় নিউক্লিয়াসের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।

পারমাণবিক শক্তি আকর্ষণ প্রদান করে- এটি প্রোটন এবং নিউট্রন সমন্বিত স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসের অস্তিত্বের সত্য থেকে অনুসরণ করে।

পারমাণবিক শক্তি পরম মাত্রায় মহান.স্বল্প দূরত্বে তাদের ক্রিয়াটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সহ প্রকৃতিতে পরিচিত সমস্ত শক্তির ক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে ছাড়িয়ে যায়।

এখন পর্যন্ত আমরা চার ধরনের মিথস্ক্রিয়া জানি:

ক) শক্তিশালী (পারমাণবিক) মিথস্ক্রিয়া;

খ) ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া;

গ) দুর্বল মিথস্ক্রিয়া, বিশেষত স্পষ্টভাবে কণাগুলিতে পরিলক্ষিত হয় যা শক্তিশালী এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া (নিউট্রিনো) প্রদর্শন করে না;

ঘ) মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া।

এই ধরনের মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য শক্তিগুলির একটি তুলনা ইউনিটগুলির একটি সিস্টেম ব্যবহার করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে যেখানে এই শক্তিগুলির সাথে সম্পর্কিত চরিত্রগত মিথস্ক্রিয়া ধ্রুবকগুলি ("চার্জ" এর বর্গগুলি) মাত্রাহীন।

সুতরাং, এই সমস্ত শক্তির অধিকারী দুটি নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়াসের ভিতরে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য, মিথস্ক্রিয়া ধ্রুবকগুলি হল:

নিউক্লিয়ার ফোর্স নিউক্লিয়াসের অস্তিত্ব নিশ্চিত করে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক - পরমাণু এবং অণু। নিউক্লিয়াসে একটি নিউক্লিয়নের গড় বাঁধাই শক্তি সমান, অর্থাৎ নিউক্লিয়নের অবশিষ্ট শক্তি কোথায়। একটি হাইড্রোজেন পরমাণুতে একটি ইলেকট্রনের বাঁধাই শক্তি শুধুমাত্র অর্থাৎ ইলেকট্রনের অবশিষ্ট শক্তি কোথায় থাকে। অতএব, এই স্কেলে, বাঁধাই শক্তিগুলি বৈশিষ্ট্যগত ধ্রুবক হিসাবে সম্পর্কিত:

দুর্বল মিথস্ক্রিয়াগুলি প্রাথমিক কণার বিভিন্ন ক্ষয়, সেইসাথে পদার্থের সাথে নিউট্রিনোর মিথস্ক্রিয়া সমস্ত প্রক্রিয়ার জন্য -ক্ষয় এবং -ক্যাপচারের মাধ্যমে পারস্পরিক রূপান্তরের মতো সূক্ষ্ম প্রভাবগুলির জন্য দায়ী (§ 19 দেখুন)।

মহাজাগতিক সংস্থা এবং সিস্টেমের স্থায়িত্ব মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়াগুলির সাথে সম্পর্কিত।

দ্বিতীয় এবং চতুর্থ প্রকারের মিথস্ক্রিয়া শক্তি দূরত্বের সাথে হ্রাস পায়, অর্থাৎ বেশ ধীরে ধীরে এবং তাই, দীর্ঘ-পরিসরের। প্রথম এবং তৃতীয় প্রকারের মিথস্ক্রিয়া দূরত্বের সাথে খুব দ্রুত হ্রাস পায় এবং তাই স্বল্প-পরিসরের।

পারমাণবিক শক্তি স্বল্প-পাল্লার।এটি নিম্নরূপ: ক) হালকা নিউক্লিয়াস দ্বারা কণার বিক্ষিপ্তকরণের উপর রাদারফোর্ডের পরীক্ষা থেকে (সেন্টিমিটারের বেশি দূরত্বের জন্য, পরীক্ষামূলক ফলাফল

নিউক্লিয়াসের সাথে -কণাগুলির বিশুদ্ধভাবে কুলম্ব মিথস্ক্রিয়া দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়, তবে ছোট দূরত্বে, পারমাণবিক শক্তির কারণে কুলম্বের আইন থেকে বিচ্যুতি ঘটে। এটি অনুসরণ করে যে পারমাণবিক শক্তির কর্মের পরিসীমা যে কোনও ক্ষেত্রেই কম

খ) ভারী নিউক্লিয়াসের ক্ষয় অধ্যয়ন থেকে (§ 15 দেখুন);

গ) প্রোটন দ্বারা নিউট্রন এবং প্রোটন দ্বারা প্রোটনের বিক্ষিপ্তকরণের পরীক্ষা থেকে।

আসুন একটু বিস্তারিতভাবে তাদের তাকান.

ভাত। 17. কণা এবং বিক্ষিপ্ত লক্ষ্য

কম নিউট্রন শক্তিতে, জড়তা সিস্টেমের কেন্দ্রে তাদের বিক্ষিপ্তকরণ আইসোট্রপিক হয়। প্রকৃতপক্ষে, ভরবেগ সহ একটি ধ্রুপদী কণা পারমাণবিক শক্তির ক্রিয়া ব্যাসার্ধ সহ একটি বিক্ষিপ্ত লক্ষ্যে "ধরাবে" যদি এটি ছোট দূরত্বে উড়ে যায়, অর্থাৎ, যদি ট্র্যাজেক্টোরি প্লেনের লম্ব দিকে তার কৌণিক ভরবেগের উপাদানটি অতিক্রম না করে। পর্বত (চিত্র 17)।

কিন্তু একটি ঘটনা কণার সাথে ডি ব্রগলির সম্পর্ক অনুসারে, তাই,

যাইহোক, একটি কণার অরবিটাল ভরবেগের অভিক্ষেপের সর্বোচ্চ মান শুধুমাত্র তাই সমান হতে পারে

এইভাবে, a-এর একটি মানের জন্য, সিস্টেমের অবস্থা বর্ণনাকারী তরঙ্গ ফাংশনটি c-এ গোলাকারভাবে প্রতিসম। গ. অর্থাৎ, এই সিস্টেমে বিক্ষিপ্তকরণ অবশ্যই আইসোট্রপিক হতে হবে।

যখন বিক্ষিপ্তকরণ আর আইসোট্রপিক হবে না। আপতিত নিউট্রনের শক্তি হ্রাস করে এবং এর ফলে এটি বৃদ্ধি করে, কেউ এর মান খুঁজে পেতে পারে যেখানে বিক্ষিপ্ত আইসোট্রপি অর্জিত হয়। এটি পারমাণবিক শক্তির পরিসরের একটি অনুমান প্রদান করে।

সর্বাধিক নিউট্রন শক্তি যেখানে গোলাকারভাবে প্রতিসম বিক্ষিপ্ততা এখনও পরিলক্ষিত হয়েছিল এটি পারমাণবিক শক্তির ব্যাসার্ধের উপরের সীমা নির্ধারণ করা সম্ভব করেছিল এটি সেন্টিমিটারের সমান।

আরও, যখন একটি প্রোটন ফ্লাক্স একটি প্রোটন লক্ষ্যে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকে, তখন কেউ যদি শুধুমাত্র কুলম্ব বাহিনী কাজ করে তবে প্রক্রিয়াটির কার্যকর ক্রস বিভাগের প্রত্যাশিত মান গণনা করতে পারে। যাইহোক, যখন কণাগুলি একসাথে খুব কাছাকাছি আসে, তখন পারমাণবিক শক্তি আধিপত্য শুরু করে

কুলম্বের উপরে, এবং বিক্ষিপ্ত প্রোটনের বন্টন পরিবর্তিত হয়।

এই ধরনের পরীক্ষাগুলি থেকে এটি পাওয়া গেছে যে প্রোটনের মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধির সাথে পারমাণবিক শক্তি দ্রুত হ্রাস পায়। তাদের ক্রিয়াকলাপের ক্ষেত্রটি অত্যন্ত ছোট এবং সেমি মাত্রার ক্রম অনুসারে, দুর্ভাগ্যবশত, কম শক্তির নিউক্লিয়নগুলির বিক্ষিপ্তকরণের পরীক্ষাগুলির ফলাফলগুলি দূরত্বের সাথে পারমাণবিক শক্তির পরিবর্তনের আইন সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে না। সম্ভাব্য কূপের বিস্তারিত আকার অনিশ্চিত রয়ে গেছে।

একটি ডিউটরন নিউক্লিয়াসে দুটি আবদ্ধ নিউক্লিয়নের বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করার পরীক্ষাগুলিও আমাদের দূরত্বের সাথে পারমাণবিক বল ক্ষেত্রের সম্ভাবনার পরিবর্তনের আইনটি দ্ব্যর্থহীনভাবে প্রতিষ্ঠা করতে দেয় না। কারণটি পারমাণবিক শক্তির কর্মের অস্বাভাবিক ছোট ব্যাসার্ধ এবং কর্মের ব্যাসার্ধের মধ্যে তাদের খুব বড় মাত্রার মধ্যে রয়েছে। ডিউটরনের বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করার সম্ভাব্যতার প্রথম অনুমান হিসাবে, আমরা বিভিন্ন ফাংশনের একটি মোটামুটি বিস্তৃত পরিসর নিতে পারি, যা দূরত্বের সাথে খুব দ্রুত হ্রাস করা উচিত।

পরীক্ষামূলক ডেটা মোটামুটিভাবে সন্তুষ্ট, উদাহরণস্বরূপ, নিম্নলিখিত ফাংশন দ্বারা।

ভাত। 18. ডিউটরন সম্ভাব্য কূপের সম্ভাব্য আকার: একটি - আয়তক্ষেত্রাকার কূপ; সূচকীয় ভাল; c হল ইউকাওয়া পটেনশিয়াল এ কূপের আকৃতি; -একটি কঠিন বিকর্ষণকারী কেন্দ্রের সাথে একটি সম্ভাবনায়

1. আয়তক্ষেত্রাকার সম্ভাব্য কূপ (চিত্র 18a):

পারমাণবিক শক্তির কর্মের ব্যাসার্ধ কোথায়, দুটি মিথস্ক্রিয়াকারী নিউক্লিয়নের কেন্দ্রের মধ্যে দূরত্ব।

2. সূচকীয় ফাংশন (চিত্র 18, খ):

3. ইউকাওয়া মেসন সম্ভাব্য (চিত্র 18c):

4. একটি কঠিন বিকর্ষণমূলক মধ্যম সহ সম্ভাব্য (চিত্র 18d):

বিক্ষিপ্ত কাঠামোর একটি বিশদ অধ্যয়ন এবং তাত্ত্বিক গণনার সাথে তুলনা এই ফর্মগুলির পরবর্তীটির পক্ষে কথা বলে। বর্তমানে, আরও জটিল ফর্মগুলি গণনার জন্য ব্যবহার করা হয়, যা পরীক্ষামূলক ডেটার সাথে আরও ভাল চুক্তি প্রদান করে।

সমস্ত ক্ষেত্রে, সম্ভাব্য কূপের গভীরতা কয়েক দশের ক্রমানুসারে একটি বিকর্ষক কেন্দ্রের ক্ষেত্রে মান একটি ফার্মির দশমাংশের ক্রম।

পারমাণবিক শক্তি মিথস্ক্রিয়া কণার বৈদ্যুতিক চার্জের উপর নির্ভর করে না।মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শক্তি বা একই. এই সম্পত্তি নিম্নলিখিত তথ্য থেকে অনুসরণ করে.

হালকা স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসে, যখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকর্ষণকে এখনও অবহেলা করা যায়, তখন প্রোটনের সংখ্যা নিউট্রনের সংখ্যার সমান হয়, তাই তাদের মধ্যে কাজ করে এমন শক্তিগুলি সমান হয়, অন্যথায় কোনও দিকে পরিবর্তন হবে (হয় বা

হালকা মিরর নিউক্লিয়াস (নিউট্রনকে প্রোটন দিয়ে প্রতিস্থাপন করে প্রাপ্ত নিউক্লিয়াস এবং এর বিপরীতে, উদাহরণস্বরূপ, একই শক্তির মাত্রা থাকে।

প্রোটন দ্বারা নিউট্রন এবং প্রোটন দ্বারা প্রোটনের বিক্ষিপ্তকরণের পরীক্ষাগুলি দেখায় যে একটি প্রোটনের সাথে একটি প্রোটন এবং একটি প্রোটনের সাথে একটি নিউট্রনের পারমাণবিক আকর্ষণের মাত্রা একই।

পারমাণবিক শক্তির এই বৈশিষ্ট্যটি মৌলিক এবং দুটি কণার মধ্যে বিদ্যমান গভীর প্রতিসাম্য নির্দেশ করে: প্রোটন এবং নিউট্রন। এটিকে চার্জ স্বাধীনতা (বা প্রতিসাম্য) বলা হয়েছিল এবং প্রোটন এবং নিউট্রনকে একই কণার দুটি অবস্থা - নিউক্লিয়ন হিসাবে বিবেচনা করা সম্ভব করেছিল।

সুতরাং, নিউক্লিয়নের কিছু অতিরিক্ত অভ্যন্তরীণ মাত্রার স্বাধীনতা রয়েছে - চার্জ - যার সাথে দুটি অবস্থা সম্ভব: প্রোটন এবং নিউট্রন। এটি কণার স্পিন বৈশিষ্ট্যের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ: স্পিন হল মহাকাশে গতি ছাড়াও, কণার স্বাধীনতার অভ্যন্তরীণ ডিগ্রি, যার সাথে ইলেক্ট্রন (বা নিউক্লিয়ন) এর কেবল দুটি সম্ভাব্য অবস্থা রয়েছে। ক্রমিক কোয়ান্টাম যান্ত্রিক

স্বাধীনতার এই দুটি ডিগ্রির বর্ণনা: চার্জ এবং স্পিন - আনুষ্ঠানিকভাবে একই। অতএব, সেই অনুযায়ী, একটি প্রচলিত ত্রিমাত্রিক স্থান ব্যবহার করে স্বাধীনতার চার্জ ডিগ্রীকে দৃশ্যত বর্ণনা করা প্রথাগত, যাকে বলা হয় আইসোটোপিক, এবং এই স্থানটিতে একটি কণার (নিউক্লিয়ন) অবস্থা একটি আইসোটোপিক স্পিন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা চিহ্নিত করা হয়।

আসুন সাধারণ স্পিন ধারণায় ফিরে আসা, এটিকে আরও বিশদে দেখি।

আসুন আমরা অনুমান করি যে দুটি ইলেকট্রন রয়েছে, যা আমরা জানি, সম্পূর্ণ অভিন্ন। তাদের উভয়েরই নিজস্ব কৌণিক ভরবেগ রয়েছে - স্পিন। তবে তাদের ঘূর্ণনের দিক নির্ণয় করা যায় না। এখন তাদের একটি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা যাক। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক অনুমান অনুসারে, প্রতিটি কণার "ঘূর্ণনের অক্ষ" শুধুমাত্র এই বাহ্যিক ক্ষেত্রের সাপেক্ষে কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত অবস্থানগুলি দখল করতে পারে। সমান স্পিন সহ কণার স্পিন অক্ষ বরাবর বা ক্ষেত্রের দিকে অভিমুখী হতে পারে (চিত্র 19)। ভরবেগ সহ একটি কণার অবস্থা থাকতে পারে; একটি ইলেকট্রন যার 2টি অবস্থা আছে। স্পিন অনুমানগুলির মান হতে পারে এটি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের কণাগুলির এখন বিভিন্ন শক্তি থাকতে পারে এবং তাদের একে অপরের থেকে আলাদা করা সম্ভব হয়। এটি দেখায় যে ইলেক্ট্রনের অবস্থা, তার চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের কারণে, একটি দ্বিগুণ।

বাহ্যিক ছাড়া চৌম্বক ক্ষেত্রইলেক্ট্রনের দুটি সম্ভাব্য অবস্থাকে আলাদা করার কোন উপায় নেই; রাজ্যগুলিকে বলা হয় "অপতন" অদৃশ্য রাজ্যে।

হাইড্রোজেন পরমাণুতেও একই রকম পরিস্থিতি দেখা দেয়। পরমাণুর অবস্থা চিহ্নিত করার জন্য, একটি অরবিটাল কোয়ান্টাম সংখ্যা চালু করা হয়, যা পরমাণুর কক্ষপথের কৌণিক ভরবেগকে চিহ্নিত করে। একটি প্রদত্ত I সহ একটি পরমাণুর স্টেট থাকতে পারে, যেহেতু একটি বাহ্যিক ক্ষেত্রে ক্ষেত্রের দিক সম্বন্ধে I-এর অনুমানগুলির শুধুমাত্র সু-সংজ্ঞায়িত মানগুলিই থাকতে পারে (থেকে - I থেকে যখন কোনও বাহ্যিক ক্ষেত্র নেই, তখন রাষ্ট্রটি হল গুণিত অবনতি

নিউট্রনের আবিষ্কার ইলেক্ট্রনের চৌম্বকীয় অবক্ষয়ের অনুরূপ একটি ঘটনার অস্তিত্বের ধারণার দিকে পরিচালিত করে।

সর্বোপরি, পারমাণবিক শক্তির চার্জ স্বাধীনতা মানে একটি শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়ায়, একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রন একই কণার মতো আচরণ করে। আমরা যদি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া বিবেচনা করি তবেই তাদের আলাদা করা যায়। আমরা যদি কল্পনা করি যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এলইডি কোনোভাবে "বন্ধ" করা যেতে পারে (চিত্র 20, ক), তাহলে প্রোটন এবং নিউট্রন আলাদা আলাদা কণা হয়ে যাবে এবং এমনকি তাদের ভরও সমান হবে (ভরের সমতা সম্পর্কে আরও বিস্তারিত জানার জন্য; দেখুন § 12 ) অতএব, একটি ঘূর্ণিঝড়কে "চার্জ ডাবলট" হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, যেখানে একটি রাষ্ট্র একটি প্রোটন এবং অন্যটি একটি নিউট্রনকে প্রতিনিধিত্ব করে। যদি আপনি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বাহিনী অন্তর্ভুক্ত করেন, শর্তসাপেক্ষে

চিত্রে উপস্থাপিত। 20b একটি বিন্দুযুক্ত রেখা সহ, তারপর চার্জের উপর নির্ভর করে বৈদ্যুতিক বলগুলি পূর্ববর্তী চার্জ-স্বাধীন বলের সাথে যোগ করা হবে।

ভাত। 19. চৌম্বক ক্ষেত্রে ইলেক্ট্রন স্পিন এর ওরিয়েন্টেশন

ভাত। 20. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়ার কারণে প্রোটন এবং নিউট্রনের মধ্যে পার্থক্য

চার্জযুক্ত কণার শক্তি নিরপেক্ষ কণার শক্তি থেকে পৃথক হবে এবং প্রোটন এবং নিউট্রন আলাদা করা যেতে পারে। ফলস্বরূপ, তাদের বাকি ভর সমান হবে না।

নিউক্লিয়াসে নিউক্লিওনের অবস্থা চিহ্নিত করার জন্য, হাইজেনবার্গ আইসোটোপিক স্পিন সম্পর্কে একটি সম্পূর্ণরূপে আনুষ্ঠানিক ধারণা প্রবর্তন করেছিলেন যা কোয়ান্টাম সংখ্যার সাথে সাদৃশ্য দ্বারা, একটি নিউক্লিয়নের ক্ষয়প্রাপ্ত অবস্থার সংখ্যা নির্ধারণ করা উচিত "আইসোটোপিক" শব্দটি সত্যটি প্রকাশ করে। যে প্রোটন এবং নিউট্রন তাদের বৈশিষ্ট্যের কাছাকাছি (আইসোটোপ - অভিন্ন রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যনিউক্লিয়াসে নিউট্রনের সংখ্যার মধ্যে পার্থক্যকারী পরমাণু)।

এই ধারণার "স্পিন" শব্দটি একটি কণার সাধারণ ঘূর্ণনের সাথে সম্পূর্ণরূপে গাণিতিক সাদৃশ্য থেকে উদ্ভূত হয়েছে।

এটি আবারও উল্লেখ করা গুরুত্বপূর্ণ যে আইসোটোপিক স্পিনের কোয়ান্টাম যান্ত্রিক ভেক্টরটি সাধারণভাবে নয়, প্রচলিত স্থানের মধ্যে প্রবর্তিত হয়, যাকে আইসোটোপিক বা চার্জ স্পেস বলা হয়। পরেরটি, প্রচলিত অক্ষের বিপরীতে, শর্তসাপেক্ষ অক্ষ দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়। এই স্থানটিতে, কণা অনুবাদমূলকভাবে সরাতে পারে না, তবে কেবল ঘোরে।

সুতরাং, আইসোটোপিক স্পিনকে একটি গাণিতিক বৈশিষ্ট্য হিসাবে বিবেচনা করা উচিত যা একটি নিউট্রন থেকে একটি প্রোটনকে আলাদা করে; শারীরিকভাবে তারা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রের সাথে একটি ভিন্ন সম্পর্কের মধ্যে নিক্ষেপ করা হয়।

একটি নিউক্লিয়নের আইসোটোপিক স্পিন সমান এবং উপাদান রয়েছে এবং অক্ষের উপর প্রক্ষেপণটি প্রচলিতভাবে গৃহীত হয়েছিল যে একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রনের জন্য, অর্থাৎ, একটি প্রোটন একটি নিউট্রনে রূপান্তরিত হয়। আইসোটোপিক স্পেসে স্পিনটি 180° দ্বারা ঘোরানো হয়।

এই আনুষ্ঠানিক কৌশলটি ব্যবহার করার সময়, চার্জ নির্ভরতা একটি সংরক্ষণ আইনের রূপ নেয়: নিউক্লিয়নের মিথস্ক্রিয়া চলাকালীন, মোট আইসোটোপিক স্পিন এবং এর অভিক্ষেপ অপরিবর্তিত থাকে, যেমন

এই সংরক্ষণ আইনটি আনুষ্ঠানিকভাবে আইসোটোপিক স্পেসে ঘূর্ণন থেকে ভৌত আইনের স্বাধীনতার ফলাফল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। যাইহোক, এই সংরক্ষণ আইন আনুমানিক. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এবং পারমাণবিক শক্তির অনুপাতের পরিমাণে - ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বাহিনীকে উপেক্ষা করা যেতে পারে এবং সামান্য লঙ্ঘন করা যেতে পারে তা বৈধ। এর দৈহিক অর্থ এই যে সিস্টেমে পারমাণবিক শক্তি অভিন্ন।

আমরা প্রাথমিক কণার অধ্যায়ে আইসোটোপিক স্পিন ধারণায় ফিরে যাব, যার জন্য এটি অতিরিক্ত অর্থ গ্রহণ করে।

পারমাণবিক শক্তি ঘূর্ণনের উপর নির্ভর করে।স্পিনের উপর পারমাণবিক শক্তির নির্ভরতা নিম্নলিখিত তথ্যগুলি থেকে অনুসরণ করে।

বিভিন্ন স্পিন সহ রাজ্যে একই নিউক্লিয়াসের বিভিন্ন বাঁধাই শক্তি রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ডিউটরনের বাঁধাই শক্তি, যার মধ্যে স্পিনগুলি সমান্তরাল, অ্যান্টি-প্যারালাল স্পিনগুলির সাথে সমান, সেখানে কোনও স্থিতিশীল অবস্থা নেই।

নিউট্রন-প্রোটন বিক্ষিপ্তকরণ স্পিন অভিযোজনের জন্য সংবেদনশীল। নিউট্রন এবং প্রোটনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সম্ভাবনা তাত্ত্বিকভাবে এই ধারণার অধীনে গণনা করা হয়েছিল যে মিথস্ক্রিয়া সম্ভাবনা স্পিন এর উপর নির্ভর করে না। এটি প্রমাণিত হয়েছে যে পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি তাত্ত্বিকগুলির থেকে পাঁচটির একটি ফ্যাক্টর দ্বারা পৃথক।

যদি আমরা বিবেচনা করি যে মিথস্ক্রিয়াটি স্পিনগুলির আপেক্ষিক অভিযোজনের উপর নির্ভর করে তবে অসঙ্গতিটি দূর হয়ে যায়।

স্পিন ওরিয়েন্টেশনের উপর পারমাণবিক শক্তির নির্ভরতা অর্থো- এবং প্যারা-হাইড্রোজেন অণুর উপর নিউট্রন বিচ্ছুরণের পরীক্ষায় প্রকাশ পায়।

আসল বিষয়টি হ'ল হাইড্রোজেন অণু দুটি ধরণের রয়েছে: একটি অর্থো-হাইড্রোজেন অণুতে, দুটি প্রোটনের স্পিন একে অপরের সমান্তরাল, মোট স্পিন 1 এবং তিনটি অভিযোজন থাকতে পারে (তথাকথিত ট্রিপলেট অবস্থা); একটি প্যারা-হাইড্রোজেন অণুতে, স্পিনগুলি সমান্তরাল, মোট স্পিন শূন্য এবং একটি একক অবস্থা সম্ভব (তথাকথিত একক অবস্থা),

ঘরের তাপমাত্রায় অর্থো- এবং প্যারা-হাইড্রোজেন অণুর সংখ্যার মধ্যে অনুপাত হল এই অনুপাতটি সম্ভাব্য অবস্থার সংখ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়।

গ্রাউন্ড প্যারা স্টেটের শক্তি স্থল অর্গো স্টেটের শক্তির চেয়ে কম। নিম্ন তাপমাত্রায়, অর্থো-হাইড্রোজেন অণু প্যারা-হাইড্রোজেন অণুতে রূপান্তরিত হয়। একটি অনুঘটকের উপস্থিতিতে, এই রূপান্তরটি বেশ দ্রুত এগিয়ে যায় এবং প্যারা-হাইড্রোজেনের বিশুদ্ধ অবস্থায় তরল হাইড্রোজেন পাওয়া সম্ভব। ক্ষেত্রে

অর্থো-হাইড্রোজেনের উপর নিউট্রনের বিচ্ছুরণ, নিউট্রনের ঘূর্ণন হয় উভয় প্রোটনের ঘূর্ণনের সমান্তরাল, অথবা উভয়ের বিপরীতে; যেমন কনফিগারেশন আছে:

প্যারা-হাইড্রোজেন দ্বারা বিক্ষিপ্ত হলে, নিউট্রনের ঘূর্ণন সর্বদা একটি প্রোটনের ঘূর্ণনের সমান্তরাল এবং অন্য প্রোটনের ঘূর্ণনের বিপরীত সমান্তরাল থাকে; প্যারা-হাইড্রোজেন অণুর অভিযোজন নির্বিশেষে, কনফিগারেশনের চরিত্র রয়েছে

ভাত। 21 হাইড্রোজেন অণুর উপর নিউট্রন বিচ্ছুরণ

আসুন বিক্ষিপ্তকরণকে একটি তরঙ্গ প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচনা করি। বিক্ষিপ্তকরণ যদি স্পিনগুলির পারস্পরিক অভিযোজনের উপর নির্ভর করে, তবে উভয় প্রোটন দ্বারা বিক্ষিপ্ত নিউট্রন তরঙ্গের পর্যবেক্ষণ হস্তক্ষেপ প্রভাব অর্থো- এবং প্যারা-হাইড্রোজেন অণুর বিক্ষিপ্তকরণের প্রক্রিয়াগুলির জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা হবে।

বিক্ষিপ্ততার পার্থক্য লক্ষণীয় হওয়ার জন্য নিউট্রনের শক্তি কী হওয়া উচিত? একটি অণুতে, প্রোটনগুলি পারমাণবিক শক্তির কর্মের ব্যাসার্ধের চেয়ে বহুগুণ বেশি দূরত্বে অবস্থিত। সেমি, নিউট্রনের তরঙ্গ বৈশিষ্ট্যের কারণে, বিক্ষিপ্তকরণ প্রক্রিয়া একই সাথে উভয় প্রোটনে ঘটতে পারে যদি (চিত্র 21)। এর জন্য প্রয়োজনীয় ডি ব্রোগলি তরঙ্গ

একটি নিউট্রনের জন্য যার ভর শক্তির সমতুল্য

পারমাণবিক শক্তির সম্পৃক্ততার বৈশিষ্ট্য রয়েছে।যেমনটি ইতিমধ্যেই § 4 এ উল্লিখিত হয়েছে, পারমাণবিক শক্তির সম্পৃক্ততার বৈশিষ্ট্যটি এই সত্যে প্রকাশিত হয় যে একটি নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নের সংখ্যার সমানুপাতিক - A, এবং নয়

পারমাণবিক শক্তির এই বৈশিষ্ট্যটি হালকা নিউক্লিয়াসের স্থায়িত্ব থেকেও অনুসরণ করে। এটি অসম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, ডিউটরনে আরও বেশি নতুন কণা যোগ করা একটি অতিরিক্ত নিউট্রন-ট্রিটিয়ামের সাথে শুধুমাত্র একটি সংমিশ্রণ জানা যায়। একটি প্রোটন এইভাবে দুটি নিউট্রনের বেশি নয় এমন আবদ্ধ অবস্থা তৈরি করতে পারে।

হাইজেনবার্গ স্যাচুরেশন ব্যাখ্যা করার জন্য, এটি প্রস্তাব করা হয়েছিল যে পারমাণবিক শক্তিগুলি একটি বিনিময় প্রকৃতির।

পারমাণবিক শক্তি একটি বিনিময় প্রকৃতির হয়.প্রথমবারের মতো বাহিনীগুলোর মধ্যে বিনিময় চরিত্র প্রতিষ্ঠিত হয় রাসায়নিক বন্ধন: এক পরমাণু থেকে অন্য পরমাণুতে ইলেকট্রন স্থানান্তরের মাধ্যমে একটি বন্ধন তৈরি হয়। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্সও এক্সচেঞ্জ ফোর্স হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: চার্জের মিথস্ক্রিয়াটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয় যে তারা y-কোয়ান্টা বিনিময় করে। যাইহোক, এই ক্ষেত্রে কোন স্যাচুরেশন নেই, যেহেতু y-কোয়ান্টার বিনিময় প্রতিটি কণার বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে না।

পারমাণবিক শক্তির বিনিময় সম্পত্তি এই সত্যে প্রকাশিত হয় যে সংঘর্ষের সময়, নিউক্লিয়নগুলি একে অপরের কাছে চার্জ, স্পিন প্রজেকশন এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি স্থানান্তর করতে পারে।

বিনিময় প্রকৃতি বিভিন্ন পরীক্ষা দ্বারা নিশ্চিত করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-শক্তি নিউট্রনের কৌণিক বিতরণের পরিমাপের ফলাফল দ্বারা যখন তারা প্রোটন দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়। এর আরো বিস্তারিতভাবে এই তাকান.

পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানে, শক্তিকে উচ্চ বলা হয় যখন কণার ডি ব্রোগলি তরঙ্গ সম্পর্ককে সন্তুষ্ট করে, অর্থাৎ

নিউক্লিয়নের জন্য, ডি ব্রোগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য সমীকরণ দ্বারা গতিশক্তির সাথে সম্পর্কিত

এবং, তাই, একটি নিউক্লিয়নের গতিশক্তি উচ্চ বলা যেতে পারে যদি এটি উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি হয়

কোয়ান্টাম মেকানিক্স ঘটনা নিউট্রনের শক্তির উপর কার্যকর বিক্ষিপ্ত ক্রস বিভাগের নির্ভরতা এবং মিথস্ক্রিয়া সম্ভাবনা জানা থাকলে বিক্ষিপ্ত কোণের নির্ভরতা অর্জন করা সম্ভব করে।

গণনাগুলি দেখায় যে একটি আয়তক্ষেত্রাকার কূপের মতো একটি সম্ভাবনার জন্য, বিক্ষিপ্ত ক্রস বিভাগটি কণার শক্তির উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হওয়া উচিত, সেইসাথে বিক্ষিপ্তকরণটি একটি ছোট কোণের মধ্যে হওয়া উচিত তাই কেন্দ্রে বিক্ষিপ্ত নিউট্রনের কৌণিক বন্টন জড়তা সিস্টেমের চলাচলের দিকটি সর্বাধিক হওয়া উচিত এবং রিকোয়েল প্রোটনের বিতরণ বিপরীত দিকে সর্বাধিক হওয়া উচিত।

পরীক্ষামূলকভাবে, সামনের দিকে নির্দেশিত কৌণিক বন্টনের একটি শিখরই নয়, নিউট্রনগুলির জন্য পিছনের দিকে একটি দ্বিতীয় শিখরও আবিষ্কৃত হয়েছিল (চিত্র 22)।

ভাত। 22. বিক্ষিপ্ত কোণে প্রোটনের উপর নিউট্রন বিচ্ছুরণের জন্য ডিফারেনশিয়াল ক্রস সেকশনের নির্ভরতা

পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি কেবলমাত্র অনুমান করে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে বিনিময় শক্তি নিউক্লিয়নের মধ্যে কাজ করে এবং বিক্ষিপ্তকরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, নিউট্রন এবং প্রোটন তাদের চার্জ বিনিময় করে, অর্থাত্, "চার্জ এক্সচেঞ্জ" এর সাথে বিচ্ছুরণ ঘটে। এই ক্ষেত্রে, নিউট্রনের কিছু অংশ প্রোটনে পরিণত হয় এবং প্রোটনগুলি ঘটনা নিউট্রনের দিকে উড়তে দেখা যায়, তথাকথিত চার্জ বিনিময় প্রোটন। একই সময়ে, প্রোটনের কিছু অংশ নিউট্রনে পরিণত হয় এবং নিউট্রনগুলি s-এ বিক্ষিপ্ত হয়ে রেকর্ড করা হয়।

বিনিময় এবং সাধারণ শক্তির আপেক্ষিক ভূমিকা পিছনের দিকে উড়ে যাওয়া নিউট্রনের সংখ্যা এবং সামনের দিকে উড়ে যাওয়া নিউট্রনের সংখ্যার অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে, এটি প্রমাণ করা যেতে পারে যে বিনিময় শক্তির অস্তিত্ব সর্বদা স্যাচুরেশনের ঘটনার দিকে পরিচালিত করে, যেহেতু একটি কণা একই সাথে অনেকগুলি কণার সাথে বিনিময়ের মাধ্যমে যোগাযোগ করতে পারে না।

যাইহোক, নিউক্লিয়ন-নিউক্লিয়ন স্ক্যাটারিং-এর উপর পরীক্ষা-নিরীক্ষার আরও বিশদ অধ্যয়ন দেখায় যে যদিও মিথস্ক্রিয়া শক্তিগুলি প্রকৃতপক্ষে একটি বিনিময় প্রকৃতির, তবে বিনিময়ের সাথে সাধারণ সম্ভাবনার মিশ্রণ এমন যে এটি সম্পূর্ণরূপে সম্পৃক্ততা ব্যাখ্যা করতে পারে না। পারমাণবিক শক্তির আরেকটি সম্পত্তিও আবিষ্কৃত হয়েছে। দেখা যাচ্ছে যে যদি নিউক্লিয়নগুলির মধ্যে বড় দূরত্বে প্রধানত আকর্ষণীয় শক্তিগুলি কাজ করে, তবে যখন নিউক্লিয়নগুলি একসাথে কাছাকাছি আসে (সেমি ক্রমের দূরত্বে), একটি তীক্ষ্ণ বিকর্ষণ ঘটে। একে অপরকে বিকর্ষণকারী নিউক্লিয়নের কোরের উপস্থিতি দ্বারা এটি ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।

গণনা দেখায় যে এই কোরগুলিই মূলত স্যাচুরেশন প্রভাবের জন্য দায়ী। এই বিষয়ে, পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া, দৃশ্যত, একটি আয়তক্ষেত্রাকার কূপের মতো একটি অ-ইউনিফর্ম সম্ভাব্য দ্বারা চিহ্নিত করা উচিত (চিত্র। জটিল ফাংশনস্বল্প দূরত্বে একটি বৈশিষ্ট্য সহ (চিত্র 18d)।

পদার্থবিজ্ঞানে, "বল" ধারণাটি একে অপরের সাথে পদার্থের অংশগুলির (ম্যাক্রোস্কোপিক সংস্থা, প্রাথমিক কণা) এবং শারীরিক ক্ষেত্রগুলির (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, মহাকর্ষীয়) মিথস্ক্রিয়া সহ একে অপরের সাথে উপাদান গঠনের মিথস্ক্রিয়া পরিমাপকে বোঝায়। মোট, প্রকৃতিতে চার ধরনের মিথস্ক্রিয়া পরিচিত: শক্তিশালী, দুর্বল, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এবং মহাকর্ষীয়, এবং প্রতিটির নিজস্ব ধরনের বল রয়েছে। তাদের মধ্যে প্রথমটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরে কাজ করা পারমাণবিক শক্তির সাথে মিলে যায়।

নিউক্লিয়াসকে কী একত্রিত করে?

এটি সাধারণ জ্ঞান যে একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস ক্ষুদ্র, এর আকার পরমাণুর আকারের চেয়ে চার থেকে পাঁচটি মাত্রার ছোট। এটি একটি সুস্পষ্ট প্রশ্ন উত্থাপন করে: কেন এটি এত ছোট? সর্বোপরি, ক্ষুদ্র কণা দিয়ে তৈরি পরমাণুগুলি এখনও তাদের ধারণ করা কণার চেয়ে অনেক বড়।

বিপরীতে, নিউক্লিয়াস যে নিউক্লিয়ন (প্রোটন এবং নিউট্রন) থেকে তৈরি হয় তার থেকে আকারে খুব বেশি আলাদা নয়। এর কোনো কারণ আছে নাকি এটা কাকতালীয়?

ইতিমধ্যে, এটি জানা যায় যে এটি বৈদ্যুতিক শক্তি যা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের কাছে ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন ধরে রাখে। কোন বল বা বল নিউক্লিয়াসের কণাকে একত্রে ধরে রাখে? এই কাজটি পারমাণবিক শক্তি দ্বারা সঞ্চালিত হয়, যা শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াগুলির একটি পরিমাপ।

শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তি

যদি প্রকৃতিতে শুধুমাত্র মহাকর্ষীয় এবং বৈদ্যুতিক বল থাকত, যেমন যাদের আমরা সম্মুখীন হই দৈনন্দিন জীবন, তাহলে পারমাণবিক নিউক্লিয়াস, প্রায়শই অনেক ধনাত্মক চার্জযুক্ত প্রোটন সমন্বিত, অস্থির হবে: প্রোটনগুলিকে একে অপরের থেকে দূরে ঠেলে দেওয়া বৈদ্যুতিক শক্তিগুলি যে কোনওটির চেয়ে কয়েক মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তিশালী হবে। মহাকর্ষীয় শক্তি, একে অপরের প্রতি তাদের আকর্ষণ. পারমাণবিক শক্তিগুলি বৈদ্যুতিক বিকর্ষণের চেয়েও শক্তিশালী একটি আকর্ষণ প্রদান করে, যদিও নিউক্লিয়াসের গঠনে তাদের প্রকৃত মাত্রার একটি ছায়াই প্রকাশ পায়। যখন আমরা প্রোটন এবং নিউট্রনের গঠন অধ্যয়ন করি, তখন আমরা শক্তিশালী পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া হিসাবে পরিচিত এর প্রকৃত সম্ভাবনা দেখতে পাই। পারমাণবিক শক্তি তার বহিঃপ্রকাশ।

উপরের চিত্রটি দেখায় যে নিউক্লিয়াসের দুটি বিপরীত শক্তি হল ধনাত্মক চার্জযুক্ত প্রোটন এবং পারমাণবিক শক্তির মধ্যে বৈদ্যুতিক বিকর্ষণ, যা প্রোটনকে (এবং নিউট্রন) একসাথে আকর্ষণ করে। যদি প্রোটন এবং নিউট্রনের সংখ্যা খুব বেশি আলাদা না হয়, তবে দ্বিতীয় শক্তিগুলি প্রথমটির চেয়ে উচ্চতর।

প্রোটনগুলি পরমাণুর অ্যানালগ, এবং নিউক্লিয়াসগুলি অণুর অ্যানালগ?

পারমাণবিক শক্তি কোন কণার মধ্যে কাজ করে? প্রথমত, নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নের (প্রোটন এবং নিউট্রন) মধ্যে। শেষ পর্যন্ত, তারা একটি প্রোটন বা নিউট্রনের ভিতরে কণার (কোয়ার্ক, গ্লুন, অ্যান্টিকোয়ার্ক) মধ্যে কাজ করে। এটি আশ্চর্যজনক নয় যখন আমরা স্বীকার করি যে প্রোটন এবং নিউট্রন অভ্যন্তরীণভাবে জটিল।

একটি পরমাণুতে, ক্ষুদ্র নিউক্লিয়াস এবং এমনকি ছোট ইলেকট্রনগুলি তাদের আকারের তুলনায় তুলনামূলকভাবে অনেক দূরে থাকে এবং বৈদ্যুতিক শক্তিগুলি যা তাদের পরমাণুতে একসাথে ধরে রাখে তা বেশ সহজ। কিন্তু অণুতে, পরমাণুর মধ্যে দূরত্ব পরমাণুর আকারের সাথে তুলনীয়, তাই পরেরটির অভ্যন্তরীণ জটিলতা কার্যকর হয়। আন্তঃপারমাণবিক বৈদ্যুতিক শক্তির আংশিক ক্ষতিপূরণের কারণে সৃষ্ট বৈচিত্র্যময় এবং জটিল পরিস্থিতি এমন প্রক্রিয়ার জন্ম দেয় যেখানে ইলেকট্রন আসলে এক পরমাণু থেকে অন্য পরমাণুতে যেতে পারে। এটি অণুর পদার্থবিদ্যাকে পরমাণুর তুলনায় অনেক সমৃদ্ধ এবং জটিল করে তোলে। অনুরূপভাবে, একটি নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনের মধ্যে দূরত্ব তাদের আকারের সাথে তুলনীয় - এবং ঠিক যেমন অণুর সাথে, নিউক্লিয়াসকে একত্রে ধারণকারী পারমাণবিক শক্তিগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি প্রোটন এবং নিউট্রনের সরল আকর্ষণের চেয়ে অনেক বেশি জটিল।

হাইড্রোজেন ছাড়া নিউট্রন ছাড়া কোনো নিউক্লিয়াস নেই

কারো কারো নিউক্লিয়াস বলে জানা গেছে রাসায়নিক উপাদানস্থিতিশীল, অন্যদের মধ্যে তারা ক্রমাগত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, এবং এই ক্ষয়ের হারের পরিসীমা খুব বিস্তৃত। নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়ন ধারণকারী শক্তিগুলি কেন কাজ করা বন্ধ করে দেয়? দেখা যাক পারমাণবিক শক্তির বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে সাধারণ বিবেচনা থেকে আমরা কী শিখতে পারি।

একটি হল সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপ হাইড্রোজেন ব্যতীত সমস্ত নিউক্লিয়াস (যেটিতে শুধুমাত্র একটি প্রোটন আছে), নিউট্রন থাকে; অর্থাৎ, এমন কোনো নিউক্লিয়াস নেই যেখানে বেশ কয়েকটি প্রোটন রয়েছে যাতে নিউট্রন নেই (নীচের চিত্রটি দেখুন)। সুতরাং এটা পরিষ্কার যে প্রোটনকে একত্রে লেগে থাকতে সাহায্য করার ক্ষেত্রে নিউট্রন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

চিত্রে। উপরে, একটি নিউট্রন সহ হালকা স্থিতিশীল বা প্রায় স্থিতিশীল নিউক্লিয়াস দেখানো হয়েছে। পরেরটি, ট্রিটিয়ামের মতো, একটি বিন্দুযুক্ত রেখা দিয়ে দেখানো হয়, যা ইঙ্গিত করে যে তারা শেষ পর্যন্ত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। অল্প সংখ্যক প্রোটন এবং নিউট্রনের সাথে অন্যান্য সংমিশ্রণগুলি একেবারেই নিউক্লিয়াস তৈরি করে না বা অত্যন্ত অস্থির নিউক্লিয়াস গঠন করে না। এছাড়াও তির্যক মধ্যে দেখানো হয় বিকল্প নাম প্রায়ই এই বস্তুর কিছু দেওয়া হয়; উদাহরণস্বরূপ, হিলিয়াম-4 নিউক্লিয়াসকে প্রায়শই একটি α কণা বলা হয়, এটির নাম দেওয়া হয়েছিল যখন এটি 1890 এর দশকে তেজস্ক্রিয়তার প্রাথমিক গবেষণায় আবিষ্কৃত হয়েছিল।

প্রোটন মেষপালক হিসাবে নিউট্রন

বিপরীতে, প্রোটন ছাড়া শুধুমাত্র নিউট্রন দিয়ে তৈরি কোনো নিউক্লিয়াস নেই; বেশিরভাগ হালকা নিউক্লিয়াস, যেমন অক্সিজেন এবং সিলিকন, প্রায় একই সংখ্যক নিউট্রন এবং প্রোটন থাকে (চিত্র 2)। সোনা এবং রেডিয়ামের মতো বৃহৎ ভর সহ বৃহৎ নিউক্লিয়াসে প্রোটনের চেয়ে সামান্য বেশি নিউট্রন থাকে।

এটি দুটি জিনিস বলে:

1. প্রোটনকে একসাথে রাখার জন্য শুধু নিউট্রনেরই প্রয়োজন হয় না, নিউট্রনকে একসাথে রাখার জন্যও প্রোটনের প্রয়োজন হয়।

2. যদি প্রোটন এবং নিউট্রনের সংখ্যা খুব বেশি হয়ে যায়, তবে কিছু অতিরিক্ত নিউট্রন যোগ করে প্রোটনের বৈদ্যুতিক বিকর্ষণকে অবশ্যই ক্ষতিপূরণ দিতে হবে।

শেষ বিবৃতি নীচের চিত্রে চিত্রিত করা হয়েছে.

উপরের চিত্রটি P (প্রোটনের সংখ্যা) এবং N (নিউট্রনের সংখ্যা) ফাংশন হিসাবে স্থিতিশীল এবং প্রায় স্থিতিশীল পারমাণবিক নিউক্লিয়াস দেখায়। কালো বিন্দু দিয়ে দেখানো রেখাটি স্থিতিশীল নিউক্লিয়াস নির্দেশ করে। কালো রেখা থেকে উপরে বা নীচের যে কোনও স্থানান্তর মানে নিউক্লিয়াসের জীবন হ্রাস - এর কাছাকাছি, নিউক্লিয়াসের জীবন লক্ষ লক্ষ বছর বা তারও বেশি, আপনি যখন নীল, বাদামী বা হলুদ অঞ্চলে আরও এগিয়ে যান (বিভিন্ন রঙ বিভিন্ন রঙের সাথে মিলে যায়। পারমাণবিক ক্ষয়ের প্রক্রিয়া), তাদের জীবনকাল এক সেকেন্ডের একটি ভগ্নাংশে ছোট থেকে ছোট হয়ে যায়।

উল্লেখ্য যে স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসে P এবং N ছোট P এবং N এর জন্য মোটামুটি সমান, কিন্তু N ধীরে ধীরে দেড়ের বেশি গুণিতক দ্বারা P থেকে বড় হয়। আরও উল্লেখ্য যে স্থিতিশীল এবং দীর্ঘস্থায়ী অস্থির নিউক্লিয়াসের গ্রুপটি 82 পর্যন্ত P এর সমস্ত মানের জন্য একটি মোটামুটি সংকীর্ণ ব্যান্ডে থাকে। বড় সংখ্যায়, পরিচিত নিউক্লিয়াস নীতিগতভাবে অস্থির (যদিও তারা লক্ষ লক্ষ বছর ধরে থাকতে পারে। ) স্পষ্টতই, এই অঞ্চলে নিউক্লিয়াসে প্রোটনগুলিকে নিউট্রন যুক্ত করে স্থিতিশীল করার জন্য উপরে উল্লিখিত প্রক্রিয়াটি 100% কার্যকর নয়।

কিভাবে একটি পরমাণুর আকার তার ইলেকট্রন ভরের উপর নির্ভর করে?

বিবেচনাধীন বাহিনী পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের গঠনকে কিভাবে প্রভাবিত করে? পারমাণবিক শক্তি প্রাথমিকভাবে এর আকারকে প্রভাবিত করে। পরমাণুর তুলনায় নিউক্লিয়াস এত ছোট কেন? খুঁজে বের করার জন্য, আসুন সহজ নিউক্লিয়াস দিয়ে শুরু করা যাক, যার একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রন উভয়ই রয়েছে: এটি হাইড্রোজেনের দ্বিতীয় সর্বাধিক সাধারণ আইসোটোপ, একটি পরমাণু যাতে একটি ইলেক্ট্রন থাকে (সকল হাইড্রোজেন আইসোটোপের মতো) এবং একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রনের একটি নিউক্লিয়াস। . এই আইসোটোপকে প্রায়ই "ডিউটেরিয়াম" বলা হয় এবং এর নিউক্লিয়াস (চিত্র 2 দেখুন) কখনও কখনও "ডিউটেরন" বলা হয়। আমরা কিভাবে ব্যাখ্যা করতে পারি যে ডিউটরনকে কী একত্রিত করে? ঠিক আছে, আপনি কল্পনা করতে পারেন যে এটি একটি সাধারণ হাইড্রোজেন পরমাণু থেকে আলাদা নয়, এতে দুটি কণা (একটি প্রোটন এবং একটি ইলেক্ট্রন) রয়েছে।

চিত্রে। উপরে দেখানো হয়েছে যে একটি হাইড্রোজেন পরমাণুতে, নিউক্লিয়াস এবং ইলেকট্রন অনেক দূরে থাকে, এই অর্থে যে পরমাণুটি নিউক্লিয়াসের চেয়ে অনেক বড় (এবং ইলেকট্রন আরও ছোট।) কিন্তু একটি ডিউটারনে, প্রোটনের মধ্যে দূরত্ব এবং নিউট্রন তাদের আকারের সাথে তুলনীয়। এটি আংশিকভাবে ব্যাখ্যা করে কেন পারমাণবিক শক্তিগুলি একটি পরমাণুর শক্তির চেয়ে অনেক বেশি জটিল।

এটি জানা যায় যে প্রোটন এবং নিউট্রনের তুলনায় ইলেকট্রনের ভর একটি ছোট। এটি অনুসরণ করে

• একটি পরমাণুর ভর মূলত তার নিউক্লিয়াসের ভরের কাছাকাছি,
• একটি পরমাণুর আকার (মূলত ইলেকট্রন মেঘের আকার) ইলেকট্রনের ভরের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক এবং মোট তড়িৎ চৌম্বকীয় বলের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক; কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অনিশ্চয়তা নীতি একটি নির্ধারক ভূমিকা পালন করে।

পারমাণবিক শক্তি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বেশী হলে কি হবে?

ডিউটরন সম্পর্কে কি? এটি, পরমাণুর মতো, দুটি বস্তু দিয়ে তৈরি, তবে তারা প্রায় একই ভর (নিউট্রন এবং প্রোটনের ভর 1500 সালে প্রায় এক অংশ দ্বারা পৃথক), তাই উভয় কণাই ডিউটরনের ভর নির্ধারণে সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ এবং এর আকার। এখন ধরুন যে পারমাণবিক বল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্সের মতোই প্রোটনকে নিউট্রনের দিকে টেনে আনে (এটি ঠিক সত্য নয়, তবে এক মুহূর্তের জন্য কল্পনা করুন); এবং তারপর, হাইড্রোজেনের সাথে সাদৃশ্য দ্বারা, আমরা আশা করি যে ডিউটরনের আকার প্রোটন বা নিউট্রনের ভরের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হবে এবং পারমাণবিক শক্তির মাত্রার বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হবে। যদি এর মাত্রা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তির সমান (একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে) হয়, তাহলে এর অর্থ হবে যেহেতু একটি প্রোটন একটি ইলেকট্রনের চেয়ে প্রায় 1850 গুণ বেশি ভারী, তাহলে ডিউটরন (এবং প্রকৃতপক্ষে যে কোনও নিউক্লিয়াস) কমপক্ষে এক হাজার গুণ হতে হবে। হাইড্রোজেনের চেয়ে ছোট।

পারমাণবিক এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তির মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য কী বিবেচনায় নেওয়া হয়?

কিন্তু আমরা ইতিমধ্যে অনুমান করেছি যে পারমাণবিক বল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্স (একই দূরত্বে) থেকে অনেক বেশি, কারণ যদি এটি না হয়, তাহলে নিউক্লিয়াস বিচ্ছিন্ন না হওয়া পর্যন্ত এটি প্রোটনের মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকর্ষণ প্রতিরোধ করতে সক্ষম হবে না। সুতরাং এর প্রভাবে প্রোটন এবং নিউট্রন আরও শক্তভাবে একত্রিত হয়। আর তাই আশ্চর্যের কিছু নেই যে ডিউটরন এবং অন্যান্য নিউক্লিয়াস মাত্র এক হাজার নয়, পরমাণুর চেয়ে এক লক্ষ গুণ ছোট! আবার, এই শুধুমাত্র কারণ

• প্রোটন এবং নিউট্রন ইলেকট্রনের চেয়ে প্রায় 2000 গুণ বেশি ভারী,
• এই দূরত্বে, নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনের মধ্যে বৃহৎ পারমাণবিক বল সংশ্লিষ্ট তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তির চেয়ে বহুগুণ বেশি (নিউক্লিয়াসে প্রোটনের মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকর্ষণ সহ।)

এই নির্বোধ অনুমান প্রায় সঠিক উত্তর দেয়! কিন্তু এটি প্রোটন এবং নিউট্রনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া জটিলতা সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত করে না। একটি সুস্পষ্ট সমস্যা হল যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বলের মতো একটি বল, কিন্তু বৃহত্তর আকর্ষণীয় বা বিকর্ষণকারী শক্তির সাথে, স্পষ্টতই দৈনন্দিন জীবনে নিজেকে প্রকাশ করা উচিত, কিন্তু আমরা এরকম কিছু লক্ষ্য করি না। তাই এই বল সম্পর্কে কিছু বৈদ্যুতিক শক্তি থেকে ভিন্ন হতে হবে.

সংক্ষিপ্ত পারমাণবিক বল পরিসীমা

যা তাদের আলাদা করে তোলে তা হল যে পারমাণবিক শক্তিগুলি যেগুলি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করে তারা প্রোটন এবং নিউট্রনগুলির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং শক্তিশালী যা একে অপরের থেকে খুব কম দূরত্বে, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে (তথাকথিত "পরিসীমা" বল), তারা খুব দ্রুত পড়ে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকগুলির চেয়ে অনেক দ্রুত। পরিসীমা, এটি সক্রিয় আউট, মাঝারি আকারে বড় নিউক্লিয়াসের আকারও হতে পারে, প্রোটনের চেয়ে কয়েকগুণ বড়। যদি আপনি একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রনকে এই সীমার সাথে তুলনীয় দূরত্বে রাখেন তবে তারা একে অপরকে আকর্ষণ করবে এবং একটি ডিউটরন গঠন করবে; যদি তারা একটি বৃহত্তর দূরত্ব দ্বারা পৃথক করা হয়, তারা খুব কমই কোন আকর্ষণ অনুভব করবে। প্রকৃতপক্ষে, যদি তাদের খুব কাছাকাছি রাখা হয় যেখানে তারা ওভারল্যাপ করতে শুরু করে, তারা আসলে একে অপরকে বিকর্ষণ করবে। এটি পারমাণবিক শক্তির মতো ধারণার জটিলতা প্রকাশ করে। পদার্থবিদ্যা তাদের কর্মের প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করার দিক থেকে ক্রমাগত বিকাশ অব্যাহত রাখে।

পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া শারীরিক প্রক্রিয়া

নিউক্লিয়নের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সহ প্রতিটি উপাদান প্রক্রিয়ার অবশ্যই উপাদান বাহক থাকতে হবে। তারা পারমাণবিক ক্ষেত্র কোয়ান্টা - পাই-মেসন (পায়নস), যার বিনিময়ের কারণে নিউক্লিয়নের মধ্যে আকর্ষণ দেখা দেয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নীতি অনুসারে, পাই-মেসন, ক্রমাগত উপস্থিত হয় এবং অবিলম্বে অদৃশ্য হয়ে যায়, একটি "নগ্ন" নিউক্লিয়নের চারপাশে একটি মেঘের মতো কিছু তৈরি করে যাকে মেসন কোট বলা হয় (পরমাণুর মধ্যে ইলেক্ট্রন মেঘ মনে রাখবেন)। যখন এই ধরনের আবরণ দ্বারা বেষ্টিত দুটি নিউক্লিয়ন নিজেদেরকে প্রায় 10 -15 মিটার দূরত্বে খুঁজে পায়, তখন অণু গঠনের সময় পরমাণুতে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের আদান-প্রদানের মতোই পাইয়নের বিনিময় ঘটে এবং নিউক্লিয়নের মধ্যে আকর্ষণ সৃষ্টি হয়।

যদি নিউক্লিয়নের মধ্যে দূরত্ব 0.7∙10 -15 মিটারের কম হয়ে যায়, তবে তারা নতুন কণা বিনিময় করতে শুরু করে - তথাকথিত। ω এবং ρ-মেসন, যার ফলে আকর্ষণ নয়, কিন্তু নিউক্লিয়নের মধ্যে বিকর্ষণ ঘটে।

নিউক্লিয়ার ফোর্স: নিউক্লিয়াসের গঠন সরল থেকে বড় পর্যন্ত

উপরের সবগুলোকে সংক্ষিপ্ত করে, আমরা নোট করতে পারি:

• শক্তিশালী পারমাণবিক বল একটি সাধারণ নিউক্লিয়াসের আকারের চেয়ে অনেক বড় দূরত্বে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের তুলনায় অনেক বেশি দুর্বল, তাই আমরা দৈনন্দিন জীবনে এটির মুখোমুখি হই না; কিন্তু
• নিউক্লিয়াসের সাথে তুলনীয় স্বল্প দূরত্বে, এটি অনেক শক্তিশালী হয়ে ওঠে - আকর্ষণের শক্তি (যদি দূরত্বটি খুব কম না হয়) প্রোটনের মধ্যে বৈদ্যুতিক বিকর্ষণকে অতিক্রম করতে সক্ষম হয়।

সুতরাং, এই বলটি কেবলমাত্র নিউক্লিয়াসের আকারের সাথে তুলনীয় দূরত্বে গুরুত্বপূর্ণ। নীচের চিত্রটি নিউক্লিয়নের মধ্যে দূরত্বের উপর নির্ভরশীলতা দেখায়।

বৃহৎ নিউক্লিয়াসগুলিকে কমবেশি একই বল দ্বারা একত্রিত করা হয় যা ডিউটরনকে একত্রে ধারণ করে, কিন্তু প্রক্রিয়াটির বিবরণ এত জটিল যে সেগুলি বর্ণনা করা সহজ নয়। সেগুলোও পুরোপুরি বোঝা যায় না। যদিও পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক রূপরেখা কয়েক দশক ধরে ভালভাবে বোঝা গেছে, অনেক গুরুত্বপূর্ণ বিবরণ এখনও সক্রিয় তদন্তাধীন।

1. পারমাণবিক শক্তি পরম মাত্রায় বড়. তারা প্রকৃতির সমস্ত পরিচিত মিথস্ক্রিয়াগুলির মধ্যে শক্তিশালী।

এখন পর্যন্ত আমরা চার ধরনের মিথস্ক্রিয়া জানি:

ক) শক্তিশালী (পারমাণবিক) মিথস্ক্রিয়া;

খ) ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া;

গ) দুর্বল মিথস্ক্রিয়া, বিশেষত স্পষ্টভাবে কণাগুলিতে পরিলক্ষিত হয় যেগুলি শক্তিশালী এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়ায় (নিউট্রিনো) নিজেকে প্রকাশ করে না;

ঘ) মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া।

উদাহরণস্বরূপ, এটা বলাই যথেষ্ট যে পারমাণবিক শক্তির কারণে সরলতম নিউক্লিয়াস, ডিউটারনের বাঁধাই শক্তি 2.26 MeV এর সমান, যখন তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তির কারণে সহজতম পরমাণু, হাইড্রোজেনের বাঁধন শক্তি 13.6 eV।

2. পারমাণবিক শক্তি 10 -13 সেন্টিমিটার দূরত্বে তাদের আকর্ষণের বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তবে উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট দূরত্বে তারা বিকর্ষণীয় শক্তিতে পরিণত হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি পারমাণবিক শক্তিতে একটি বিকর্ষণমূলক কোরের উপস্থিতি দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। এটি উচ্চ শক্তিতে প্রোটন-প্রোটন বিচ্ছুরণ বিশ্লেষণ করে আবিষ্কৃত হয়েছিল। পারমাণবিক শক্তির আকর্ষণের সম্পত্তি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের নিছক অস্তিত্ব থেকে অনুসরণ করে।

3. পারমাণবিক শক্তিহয় স্বল্প-অভিনয়. তাদের কর্মের ব্যাসার্ধ 10 -13 সেমি। স্বল্প-পরিসরের বৈশিষ্ট্যটি ডিউটরন এবং α কণার বাঁধাই শক্তির তুলনা থেকে উদ্ভূত হয়েছিল। যাইহোক, এটি ইতিমধ্যেই নিউক্লিয়াস দ্বারা α-কণার বিক্ষিপ্তকরণের উপর রাদারফোর্ডের পরীক্ষাগুলি অনুসরণ করে, যেখানে নিউক্লিয়াসের আনুমানিক ব্যাসার্ধ ~10 -12 সেমি।

4. পারমাণবিক শক্তি একটি বিনিময় প্রকৃতির হয়. বিনিময়যোগ্যতা মূলত একটি কোয়ান্টাম সম্পত্তি যার কারণে নিউক্লিয়নগুলি সংঘর্ষের সময় তাদের চার্জ, স্পিন এবং এমনকি স্থানাঙ্কগুলি একে অপরের কাছে স্থানান্তর করতে পারে। বিক্ষিপ্ত প্রোটনের বিপরীত প্রবাহে অন্যান্য কণা - নিউট্রন - সনাক্ত করা হলে প্রোটনে উচ্চ-শক্তি প্রোটনের বিক্ষিপ্তকরণের পরীক্ষাগুলি থেকে বিনিময় শক্তির অস্তিত্ব সরাসরি অনুসরণ করে।

5. পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া কেবল দূরত্বের উপর নয়, মিথস্ক্রিয়াকারী কণাগুলির ঘূর্ণনের আপেক্ষিক অভিযোজনের উপরও নির্ভর করে।, সেইসাথে কণার সাথে সংযোগকারী অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্ণনের অভিযোজনে। স্পিনের উপর পারমাণবিক শক্তির এই নির্ভরতা অর্থো এবং প্যারাহাইড্রোজেনের উপর ধীর নিউট্রনের বিক্ষিপ্তকরণের পরীক্ষা থেকে অনুসরণ করে।

এই ধরনের নির্ভরতার অস্তিত্ব একটি চতুর্ভুজ মুহুর্তের উপস্থিতি থেকেও অনুসরণ করে তাই, পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া কেন্দ্রীয় নয়, টেনসর, অর্থাৎ। এটি মোট স্পিন এবং স্পিন অভিক্ষেপের পারস্পরিক অভিযোজনের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন স্পিনগুলি n এবং p ভিত্তিক হয়, তখন ডিউটারনের বাঁধাই শক্তি 2.23 MeV হয়।

6. মিরর নিউক্লিয়াসের বৈশিষ্ট্য থেকে (মিরর নিউক্লিয়াসকে নিউক্লিয়াস বলা হয় যেখানে নিউট্রনগুলি প্রোটন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় এবং প্রোটনগুলি নিউট্রন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়) এটি অনুসরণ করে যে (p, p), (n, n) বা (n, p) এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শক্তি ) একই। যারা. বিদ্যমান পারমাণবিক শক্তির চার্জ প্রতিসাম্যের বৈশিষ্ট্য. পারমাণবিক শক্তির এই বৈশিষ্ট্যটি মৌলিক এবং দুটি কণার মধ্যে বিদ্যমান গভীর প্রতিসাম্য নির্দেশ করে: প্রোটন এবং নিউট্রন। একে চার্জ স্বাধীনতা (বা প্রতিসাম্য) বা বলা হয় আইসোটোপিক পরিবর্তনএবং প্রোটন এবং নিউট্রনকে একই কণার দুটি অবস্থা হিসাবে বিবেচনা করা সম্ভব করেছে - নিউক্লিয়ন। আইসোটোপিক স্পিন প্রথম হাইজেনবার্গ দ্বারা বিশুদ্ধভাবে আনুষ্ঠানিকভাবে প্রবর্তন করা হয় এবং এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে এটি T = -1/2 এর সমান - যখন নিউক্লিয়ন নিউট্রন অবস্থায় থাকে এবং T = +1/2 যখন নিউক্লিয়ন প্রোটন অবস্থায় থাকে। . আসুন আমরা ধরে নিই যে আইসোটোপিক নামে এক ধরণের ত্রিমাত্রিক স্থান রয়েছে, যার সাধারণ কার্টেসিয়ান স্থানের সাথে কোনও সম্পর্ক নেই এবং প্রতিটি কণা এই স্থানের উত্সে অবস্থিত, যেখানে এটি অনুবাদমূলকভাবে সরানো যায় না, তবে কেবল ঘোরে এবং থাকে, সেই অনুযায়ী, এই জায়গায় নিজস্ব কৌণিক ভরবেগ (স্পিন). একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রন আলাদাভাবে ভিত্তিক কণা আইসোটোপিক স্থানএবং 180 ডিগ্রি ঘোরালে একটি নিউট্রন একটি প্রোটনে পরিণত হয়। আইসোটোপিক ইনভেরিয়েন্স মানে যে কোনো দুই জোড়া নিউক্লিয়নের মিথস্ক্রিয়া একই হয় যদি এই জোড়া একই অবস্থায় থাকে, যেমন পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া আইসোটোপিক স্থানের ঘূর্ণনের ক্ষেত্রে অপরিবর্তনীয়। পারমাণবিক শক্তির এই বৈশিষ্ট্যকে আইসোটোপিক ইনভেরিয়েন্স বলা হয়।

7.পারমাণবিক শক্তির সম্পৃক্ততার বৈশিষ্ট্য রয়েছে. পারমাণবিক শক্তির স্যাচুরেশনের বৈশিষ্ট্যটি এই সত্যে প্রকাশিত হয় যে একটি নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নের সংখ্যার সমানুপাতিক - A, এবং A 2 নয়, অর্থাৎ। নিউক্লিয়াসের প্রতিটি কণা আশেপাশের সমস্ত নিউক্লিয়নের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে না, তবে শুধুমাত্র তাদের একটি সীমিত সংখ্যার সাথে। পারমাণবিক শক্তির এই বৈশিষ্ট্যটি হালকা নিউক্লিয়াসের স্থায়িত্ব থেকেও অনুসরণ করে। এটি অসম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, ডিউটরনে আরও বেশি নতুন কণা যোগ করা শুধুমাত্র একটি পরিচিত; এই মতএকটি অতিরিক্ত নিউট্রনের সাথে সংমিশ্রণ - ট্রিটিয়াম। এইভাবে একটি প্রোটন দুইটির বেশি নিউট্রনের সাথে আবদ্ধ অবস্থা তৈরি করতে পারে

8. 1935 সালে ফিরে জাপানি পদার্থবিজ্ঞানী ইউকাওয়া, ট্যামের ধারনা বিকাশকারী, পরামর্শ দিয়েছেন যে পারমাণবিক শক্তির জন্য দায়ী আরও কিছু কণা থাকতে হবে। ইউকাওয়া এই উপসংহারে এসেছিলেন যে একটি ভিন্ন ধরণের একটি ক্ষেত্র থাকতে হবে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এর মতো, তবে ভিন্ন প্রকৃতির, যা মধ্যবর্তী ভরের কণার অস্তিত্বের ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল, অর্থাৎ মেসন, পরে পরীক্ষামূলকভাবে আবিষ্কৃত হয়।

যাইহোক, মেসন তত্ত্ব এখনও পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়াকে সন্তোষজনকভাবে ব্যাখ্যা করতে সক্ষম হয়নি। মেসন তত্ত্ব ট্রিপল ফোর্সের অস্তিত্ব অনুমান করে, যেমন তিনটি দেহের মধ্যে কাজ করে এবং তাদের মধ্যে একটি অনন্তে চলে গেলে অদৃশ্য হয়ে যায়। এই শক্তিগুলির কর্মের ব্যাসার্ধ স্বাভাবিক জোড়া শক্তির অর্ধেক।

এই পর্যায়ে, মেসন তত্ত্ব সবকিছু ব্যাখ্যা করতে পারে না, এবং তাই আমরা বিবেচনা করব

1. পারমাণবিক শক্তিগুলির উপরোক্ত তালিকাভুক্ত বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ সম্ভাব্যতার ঘটনাগত নির্বাচন - এটি প্রথম পদ্ধতি এবং দ্বিতীয় পদ্ধতি অবশেষ।

2. মেসন ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্যে পারমাণবিক শক্তি হ্রাস।

এই ক্ষেত্রে, আমরা প্রথম পথ বরাবর ডিউটরনের প্রাথমিক তত্ত্ব বিবেচনা করব।

একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াস, নির্দিষ্ট সংখ্যক প্রোটন এবং নিউট্রন নিয়ে গঠিত, নির্দিষ্ট শক্তির কারণে একটি একক পূর্ণ হয় যা নিউক্লিয়াসের নিউক্লিয়নের মধ্যে কাজ করে এবং বলা হয় পারমাণবিকএটা পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণিত হয়েছে যে পারমাণবিক শক্তির অনেক বড় মান আছে, প্রোটনের মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ শক্তির চেয়ে অনেক বেশি। এটি এই সত্যে প্রকাশিত হয় যে নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নের নির্দিষ্ট বাঁধাই শক্তি কুলম্ব বিকর্ষণ শক্তি দ্বারা করা কাজের চেয়ে অনেক বেশি। এর প্রধান তাকান পারমাণবিক শক্তির বৈশিষ্ট্য.

1. পারমাণবিক শক্তি হল স্বল্প-পরিসরের আকর্ষণীয় বাহিনী . নিউক্লিয়াসের মধ্যে 10-15 মিটার ক্রমানুসারে খুব কম দূরত্বে এগুলি দেখা যায় (1.5 - 2.2) 10 -15 মিটার পারমাণবিক শক্তির পরিসীমা, এর বৃদ্ধির সাথে, পারমাণবিক শক্তি দ্রুত হ্রাস পায়। (2-3) মিটার দূরত্বে, নিউক্লিয়নের মধ্যে পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া কার্যত অনুপস্থিত।

2. পারমাণবিক শক্তি সম্পত্তি আছে স্যাচুরেশন, যারা প্রতিটি নিউক্লিয়ন শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক নিকটবর্তী প্রতিবেশীর সাথে যোগাযোগ করে। পারমাণবিক শক্তির এই প্রকৃতি চার্জ সংখ্যায় নিউক্লিয়নের নির্দিষ্ট বাঁধাই শক্তির আনুমানিক স্থায়িত্বে প্রকাশিত হয় ক>40। প্রকৃতপক্ষে, যদি কোন স্যাচুরেশন না থাকে, তাহলে নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নের সংখ্যার সাথে নির্দিষ্ট বাঁধাই শক্তি বৃদ্ধি পাবে।

3. পারমাণবিক শক্তির একটি বৈশিষ্ট্যও তাদের চার্জ স্বাধীনতা , অর্থাৎ তারা নিউক্লিয়নের চার্জের উপর নির্ভর করে না, তাই প্রোটন এবং নিউট্রনের মধ্যে পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া একই। পারমাণবিক শক্তির চার্জ স্বাধীনতা বাইন্ডিং শক্তির তুলনা থেকে দৃশ্যমান মিরর কোর . এটি নিউক্লিয়াসের দেওয়া নাম যেখানে নিউক্লিয়নের মোট সংখ্যা একই, তবে একটিতে প্রোটনের সংখ্যা অন্যটির নিউট্রনের সংখ্যার সমান। উদাহরণস্বরূপ, হিলিয়াম এবং ভারী হাইড্রোজেন - ট্রিটিয়াম নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তি যথাক্রমে 7.72 MeVএবং 8.49 MeV. এই নিউক্লিয়াসের বাঁধাই শক্তির পার্থক্য, 0.77 MeV এর সমান, নিউক্লিয়াসের দুটি প্রোটনের কুলম্ব বিকর্ষণ শক্তির সাথে মিলে যায়। এই মানটিকে সমান বলে ধরে নিলে, আমরা গড় দূরত্ব খুঁজে পেতে পারি rনিউক্লিয়াসে প্রোটনের মধ্যে 1.9·10 –15 মি, যা পারমাণবিক শক্তির ব্যাসার্ধের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

4. পারমাণবিক শক্তি কেন্দ্রীয় নয় এবং মিথস্ক্রিয়াকারী নিউক্লিয়নগুলির ঘূর্ণনের পারস্পরিক অভিযোজনের উপর নির্ভর করে। এটি অর্থো- এবং প্যারাহাইড্রোজেন অণু দ্বারা নিউট্রন বিচ্ছুরণের ভিন্ন প্রকৃতির দ্বারা নিশ্চিত করা হয়। একটি অর্থোহাইড্রোজেন অণুতে, উভয় প্রোটনের স্পিন একে অপরের সমান্তরাল, যখন একটি প্যারাহাইড্রোজেন অণুতে তারা সমান্তরাল। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে প্যারাহাইড্রোজেনে নিউট্রন বিচ্ছুরণ অর্থোহাইড্রোজেনের বিক্ষিপ্ততার চেয়ে 30 গুণ বেশি।

পারমাণবিক শক্তির জটিল প্রকৃতি পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া একটি একক, সামঞ্জস্যপূর্ণ তত্ত্বের বিকাশের অনুমতি দেয় না, যদিও অনেকগুলি ভিন্ন পদ্ধতির প্রস্তাব করা হয়েছে। জাপানি পদার্থবিদ এইচ. ইউকাওয়া (1907-1981) এর অনুমান অনুসারে, যা তিনি 1935 সালে প্রস্তাব করেছিলেন, পারমাণবিক শক্তি বিনিময়ের কারণে হয় - মেসনস, অর্থাৎ প্রাথমিক কণা, যার ভর নিউক্লিয়নের ভরের চেয়ে প্রায় 7 গুণ কম। এই মডেল অনুসারে, সময়ের মধ্যে একটি নিউক্লিয়ন মি- মেসন ভর) একটি মেসন নির্গত করে, যা আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে চলে, দূরত্ব জুড়ে , যার পরে এটি দ্বিতীয় নিউক্লিয়ন দ্বারা শোষিত হয়। পরিবর্তে, দ্বিতীয় নিউক্লিয়ন একটি মেসন নির্গত করে, যা প্রথম দ্বারা শোষিত হয়। তাই এইচ. ইউকাওয়ার মডেলে, নিউক্লিয়নগুলি যে দূরত্বে মিথস্ক্রিয়া করে তা মেসন পথের দৈর্ঘ্য দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা প্রায় দূরত্বের সাথে মিলে যায় মিএবং মাত্রার ক্রমানুসারে পারমাণবিক বাহিনীর কর্মের ব্যাসার্ধের সাথে মিলে যায়।

আসুন নিউক্লিয়নের মধ্যে বিনিময় মিথস্ক্রিয়া বিবেচনার দিকে ফিরে আসা যাক। ইতিবাচক, নেতিবাচক এবং নিরপেক্ষ মেসন আছে। চার্জের মডুলাস - বা - মেসনগুলি সংখ্যাগতভাবে প্রাথমিক চার্জের সমান e . চার্জযুক্ত মেসনগুলির ভর একই এবং সমান (140 MeV), মেসন ভর 264 (135 MeV) চার্জযুক্ত এবং নিরপেক্ষ উভয় মেসনের স্পিন 0। তিনটি কণাই অস্থির। - এবং - মেসনের জীবনকাল 2.6 সঙ্গে, - মেসন – 0.8·10 -16 সঙ্গে. নিউক্লিয়নের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া নিম্নলিখিত স্কিমগুলির মধ্যে একটি অনুসারে সঞ্চালিত হয়:

1. নিউক্লিয়ন এক্সচেঞ্জ মেসন: . (22.8)

এই ক্ষেত্রে, প্রোটন একটি মেসন নির্গত করে, একটি নিউট্রনে পরিণত হয়। মেসন একটি নিউট্রন দ্বারা শোষিত হয়, যা ফলস্বরূপ একটি প্রোটনে পরিণত হয়, তারপর একই প্রক্রিয়া বিপরীত দিকে ঘটে। এইভাবে, প্রতিটি মিথস্ক্রিয়া নিউক্লিয়ন একটি চার্জযুক্ত অবস্থায় এবং একটি নিরপেক্ষ অবস্থায় কিছু সময় ব্যয় করে।

2. নিউক্লিয়ন বিনিময় - মেসন:

3. নিউক্লিয়ন বিনিময় - মেসন:

, (22.10)

এই সমস্ত প্রক্রিয়া পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণিত হয়েছে। বিশেষ করে, প্রথম প্রক্রিয়াটি নিশ্চিত হয় যখন একটি নিউট্রন বিম হাইড্রোজেনের মধ্য দিয়ে যায়। চলমান প্রোটনগুলি রশ্মিতে উপস্থিত হয় এবং লক্ষ্যবস্তুতে কার্যত বিশ্রামরত নিউট্রনগুলির একটি অনুরূপ সংখ্যা সনাক্ত করা হয়।

কার্নেল মডেল।অধীন কার্নেল মডেল পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানে তারা শারীরিক এবং গাণিতিক অনুমানের একটি সেট বোঝে যার সাহায্যে পারমাণবিক সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যগুলি গণনা করা সম্ভব কনিউক্লিয়ন

কোরের হাইড্রোডাইনামিক (ড্রিপ) মডেলএটি এই ধারণার উপর ভিত্তি করে যে, নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নগুলির উচ্চ ঘনত্ব এবং তাদের মধ্যে অত্যন্ত শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়ার কারণে, পৃথক নিউক্লিয়নের স্বাধীন চলাচল অসম্ভব এবং নিউক্লিয়াস ঘনত্বের সাথে চার্জযুক্ত তরলের একটি ফোঁটা। .

কার্নেলের শেল মডেলএটি অনুমান করে যে প্রতিটি নিউক্লিয়ন কিছু গড় সম্ভাব্য ক্ষেত্রে অন্যদের থেকে স্বাধীনভাবে চলাফেরা করে (নিউক্লিয়াসের অবশিষ্ট নিউক্লিয়ন দ্বারা তৈরি সম্ভাব্য ভাল।

সাধারণ কার্নেল মডেল, হাইড্রোডাইনামিক এবং শেল মডেলের নির্মাতাদের প্রধান বিধানগুলিকে একত্রিত করে। সাধারণীকৃত মডেলে, এটি অনুমান করা হয় যে নিউক্লিয়াস একটি অভ্যন্তরীণ স্থিতিশীল অংশ নিয়ে গঠিত - কোর, যা ভরা শেলের নিউক্লিয়ন দ্বারা গঠিত হয় এবং কোরের নিউক্লিয়ন দ্বারা সৃষ্ট ক্ষেত্রের মধ্যে চলমান বহিরাগত নিউক্লিয়ন। এই বিষয়ে, কোরের গতি একটি হাইড্রোডাইনামিক মডেল দ্বারা এবং একটি শেল মডেল দ্বারা বহিরাগত নিউক্লিয়নের গতি বর্ণনা করা হয়। বাহ্যিক নিউক্লিয়নের সাথে মিথস্ক্রিয়ার কারণে, কোরটি বিকৃত হতে পারে এবং কোরটি বিকৃতি অক্ষের লম্ব একটি অক্ষের চারপাশে ঘুরতে পারে।

26. পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের বিদারণের প্রতিক্রিয়া। পারমাণবিক শক্তি.

পারমাণবিক প্রতিক্রিয়াএকে অপরের সাথে বা অন্যান্য নিউক্লিয়াস বা প্রাথমিক কণার সাথে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের রূপান্তর বলা হয়। পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া সম্পর্কে প্রথম বার্তাটি ই. রাদারফোর্ডের। 1919 সালে, তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে কণাগুলি যখন নাইট্রোজেন গ্যাসের মধ্য দিয়ে যায়, তখন তাদের কিছু শোষিত হয় এবং প্রোটন একই সাথে নির্গত হয়। রাদারফোর্ড উপসংহারে এসেছিলেন যে ফর্মের পারমাণবিক প্রতিক্রিয়ার ফলে নাইট্রোজেন নিউক্লিয়াস অক্সিজেন নিউক্লিয়াসে রূপান্তরিত হয়েছিল:

, (22.11)

যেখানে - একটি কণা; - প্রোটন (হাইড্রোজেন)।

পারমাণবিক বিক্রিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি হল এর শক্তির ফলন, যা সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়:

(22.12)

এখানে এবং বিক্রিয়ার আগে এবং পরে কণার বাকি ভরের যোগফল। যখন শক্তি শোষণের সাথে পারমাণবিক বিক্রিয়া ঘটে, তাই তাদের বলা হয় এন্ডোথার্মিক, এবং কখন - শক্তির মুক্তির সাথে। এক্ষেত্রে তাদের ডাকা হয় এক্সোথার্মিক

যেকোনো পারমাণবিক বিক্রিয়ায়, নিম্নলিখিতগুলি সর্বদা পূরণ করা হয়: সংরক্ষণ আইন :

− বৈদ্যুতিক চার্জ ;

- নিউক্লিয়নের সংখ্যা;

- শক্তি;

- আবেগ।

প্রথম দুটি আইন পারমাণবিক বিক্রিয়াকে সঠিকভাবে লেখার অনুমতি দেয় এমনকি এমন ক্ষেত্রেও যেখানে প্রতিক্রিয়ায় অংশগ্রহণকারী কণাগুলির একটি বা তার পণ্যগুলির একটি অজানা থাকে। শক্তি এবং ভরবেগ সংরক্ষণের আইন ব্যবহার করে, প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া চলাকালীন গঠিত কণাগুলির গতিশক্তি এবং সেইসাথে তাদের পরবর্তী আন্দোলনের দিকনির্দেশগুলি নির্ধারণ করা সম্ভব।

এন্ডোথার্মিক প্রতিক্রিয়া চিহ্নিত করতে, ধারণাটি চালু করা হয় প্রান্তিক গতিশক্তি , বা পারমাণবিক প্রতিক্রিয়া থ্রেশহোল্ড , যারা একটি ঘটনা কণার সর্বনিম্ন গতিশক্তি (রেফারেন্সের ফ্রেমে যেখানে লক্ষ্য নিউক্লিয়াস বিশ্রামে থাকে) যেখানে একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া সম্ভব হয়। শক্তি এবং ভরবেগ সংরক্ষণের আইন থেকে এটি অনুসরণ করে যে একটি পারমাণবিক বিক্রিয়ার থ্রেশহোল্ড শক্তি সূত্র দ্বারা গণনা করা হয়:

. (22.13)

এখানে পারমাণবিক বিক্রিয়ার শক্তি (7.12); -স্থির কোরের ভর - লক্ষ্য; নিউক্লিয়াসের উপর কণা ঘটনার ভর।

বিদারণ প্রতিক্রিয়া. 1938 সালে, জার্মান বিজ্ঞানী O. Hahn এবং F. Strassmann আবিষ্কার করেন যে যখন ইউরেনিয়াম নিউট্রন দিয়ে বোমাবর্ষণ করা হয়, তখন নিউক্লিয়াস কখনও কখনও দেখা যায় যা মূল ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের প্রায় অর্ধেক আকারের। এই ঘটনা বলা হয় পারমাণবিক বিভাজন.

এটি প্রথম পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা পারমাণবিক রূপান্তর প্রতিক্রিয়া উপস্থাপন করে। একটি উদাহরণ হল ইউরেনিয়াম-235 নিউক্লিয়াসের সম্ভাব্য বিদারণ প্রতিক্রিয়াগুলির একটি:

পারমাণবিক বিভাজনের প্রক্রিয়া ~10 -12 সেকেন্ড সময়ের মধ্যে খুব দ্রুত এগিয়ে যায়। (22.14) এর মত বিক্রিয়ার সময় যে শক্তি নির্গত হয় তা ইউরেনিয়াম-235 নিউক্লিয়াসের প্রতি ফিশন ইভেন্টে প্রায় 200 MeV।

সাধারণভাবে, ইউরেনিয়াম-235 নিউক্লিয়াসের বিদারণ প্রতিক্রিয়া এভাবে লেখা যেতে পারে:

+নিউট্রন . (22.15)

বিদারণ প্রতিক্রিয়ার প্রক্রিয়াটি নিউক্লিয়াসের হাইড্রোডাইনামিক মডেলের কাঠামোর মধ্যে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। এই মডেল অনুসারে, যখন একটি নিউট্রন একটি ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াস দ্বারা শোষিত হয়, তখন এটি একটি উত্তেজিত অবস্থায় চলে যায় (চিত্র 22.2)।

নিউট্রন শোষণের কারণে নিউক্লিয়াস যে অতিরিক্ত শক্তি পায় তা নিউক্লিয়নের আরও তীব্র গতিবিধি ঘটায়। ফলস্বরূপ, নিউক্লিয়াস বিকৃত হয়, যা স্বল্প-পরিসরের পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়াকে দুর্বল করে দেয়। নিউক্লিয়াসের উত্তেজনা শক্তি একটি নির্দিষ্ট শক্তির চেয়ে বেশি হলে তাকে বলা হয় সক্রিয়করণ শক্তি তারপর প্রোটনের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণের প্রভাবে নিউক্লিয়াস দুটি ভাগে বিভক্ত হয়ে নির্গত হয় বিদারণ নিউট্রন . যদি নিউট্রন শোষণের সময় উত্তেজনা শক্তি সক্রিয়করণ শক্তির চেয়ে কম হয়, তবে নিউক্লিয়াসে পৌঁছায় না

বিদারণের জটিল পর্যায় এবং, একটি কোয়ান্টাম নির্গত করে, মূলে ফিরে আসে