நெடுவினாக்கள்

III. நெடுவினாக்கள் 

1. எலக்ட்ரானின் மின்னூட்ட எண்ணைக் கண்டறிய உதவும் ஜே.ஜே. தாம்சன் ஆய்வினை விவரிக்கவும்.

• ஓரலகு நிறைக்கான மின்னூட்டமே, மின்னூட்ட நிறைத்தகவு எனப்படும். 

தத்துவம்: 

• கேத்தோடுக்கதிர்களை (எலக்ட்ரான்களை) மின்புலத்தாலும், காந்தப்புலத்தாலும் விலகமடையச் செய்யும் தத்துவம் இம்முறையில் பயன்படுகிறது. 

அமைப்பு:

எலக்ட்ரானின்ன மின்னூட்ட எண்ணைக் கண்டறிவதற்கான ஜே.ஜே. தாம்ச்ன ஆய்வின் அமைப்பு 

• உயர் வெற்றிட மின்னிறக்கக்குழாய் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 

• கேதோடிலிருந்து வெளியேறும் கேதோடு கதிர்களானது ஆனோடு வட்டு A யால் கவரப்பட்டு அதில் உள்ள சிறுதுளை வழியாக செல்லுவதால் அவை குறுகிய கேதோடு கதிர்களாக அனுப்பப்படுகின்றன. 

• குறிப்பிட்ட மின்னழுத்த வேறுபாட்டில் உள்ள இணையான உலோகத்தகடுகளுக்கு இடையே செலுத்தப்படுகின்றன. ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தான திசையிலுள்ள மின் மற்றும் காந்தப்புலங்களுக்கு இடையில் மின்னிறக்கக் குழாய் வைக்கப்பட்டு உள்ளது. 

• கேதோடு கதிர்கள் திரையில் பட்டவுடன் ஒளிர்தலை ஏற்படுத்துவதால், ஒரு ஒளிர்வுப்புள்ளி தோன்றுகிறது. 

• திரையில் துத்தநாக சல்பைடு (ZnS) பூச்சு அளிப்பதன் மூலம் இந்த ஒளிர்தல் ஏற்படுகிறது.

கேதோடு கதிர்களின் திசைவேகத்தைக் கண்டறிதல்: 

• தகடுகளுக்கிடையே, மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலம் ஒன்றையொன்று சமன் செய்வதன் மூலம் எலக்ட்ரான் கற்றை முதலில் இருந்த O புள்ளியை வந்து அடையுமாறு செய்யப்படுகிறது. 

மின்விசை = காந்த விசை 

eE = eBv

⇒ v = E/B --------------(1)

மின்னூட்ட எண்ணைக் கண்டறிதல்:

• கேதோடிலிருந்து ஆனோடிற்கு கேதோடு கதிர்கள் (எலக்ட்ரான் கற்றை) முடுக்கப்படுவதால், கேதோடில் எலக்ட்ரான் கற்றை பெறும் மின்னழுத்த ஆற்றலானது அது ஆனோடை அடையும் போது பெற்றுள்ள இயக்க ஆற்றலுக்குச் சமமாகும். 

• ஆற்றல் மாறா தத்துவத்தின் படி,

E, B மற்றும் V மதிப்புகளைப் பிரதியிட மின்னூட்ட எண்ணின் மதிப்பு

e/m = 1.7 × 1011 Ckg −1 எனக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. 

2. எலக்ட்ரானின் மின்னூட்ட மதிப்பைக் கண்டறிய உதவும் மில்லிகன் எண்ணெய்த் துளி ஆய்வினை விவரிக்கவும்

எலக்ட்ரானின் மின்னூட்ட மதிப்பு காணல் − மில்லிகனின் எண்ணெய்த்துளி ஆய்வு. 

தத்துவம்: மின்புலத்தைத் தகுந்த முறையில் மாற்றுவதன் மூலம் எண்ணெய்த் துளியின் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம். அதாவது அதை மேல் நோக்கியோ அல்லது கீழ் நோக்கியோ நகரச் செய்யலாம் அல்லது புலத்திலேயே நிலையாக இருத்தி அதிக நேரம் அதை பார்க்கும் வண்ணமும் செய்யலாம். 

அமைப்பு:

• A மற்றும் B உலோகத்தட்டுகள் ஆனது வட்டவடிவம் உடையது. 20 cm விட்டம் உடையது மற்றும் அவற்றுக்கான இடைவெளி 1.5 cm ஆகும். மேலும் கிடைத்தளமாக உள்ளது. 

• இது கண்ணாடி சுவர்கள் கொண்ட கலனால் சூழப்பட்டுள்ளன. 

• கிட்டத்தட்ட 10 KV உயர் மின்னழுத்த வேறுபாடு அளிக்கப்படுவதால் செங்குத்தாக, கீழ்நோக்கிய திசையில் மின்புலம் ஏற்படுகிறது. 

• நுண்தெளிப்பான் உதவியுடன் கிளிசரின் போன்ற அதிக பாகுநிலை கொண்ட திரவம் தெளிக்கப்படும் போது, சிறுதுளிகள் மேல்தட்டு A−ல் ஒரு சிறிய துளையின் வழியே ஈர்ப்பு விசையினால் கீழே விழுகின்றன. 

• காற்றுடன் ஏற்படும் உராய்வு அல்லது X−கதிர்களைக் காற்றினூடே செலுத்துவதால் கலனிலுள்ள சில எண்ணெய்த் துளிகள் மின்னூட்டத்தைப் பெறுகின்றன. மேலும் கிடைமட்டத் திசையில் கலன் ஒளியூட்டப்படுவதால், ஒளிக்கற்றைக்கு செங்குத்தாக வைக்கப்பட்டுள்ள நுண்ணோக்கியின் மூலம் துளிகளைத் தெளிவாகக் காண முடியும். 

• மின்புலத்தைத் தகுந்த முறையில் மாற்றுவதன் மூலம் எண்ணெய்த் துளியின் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம் அதாவது, அதை மேல்நோக்கி அல்லது கீழ்நோக்கி நகரச் செய்யலாம். அல்லது அந்தரத்திலேயே நிலையாக நிறுத்தலாம். 

• எண்ணெய்த் துளியின் நிறை m எனவும், அதன் மின்னூட்டம் q எனவும் கொள்க. எனவே, துளியின் மீது செயல்படும் விசைகள் 

அ) புவிஈர்ப்பு விசை Fg = mg 

ஆ) மிதப்பு விசை (buoyant force) Fb மற்றும் 

இ) பாகியல் விசை Fv

ஈ) மின் விசை Fe = qE 

(அ) எண்ணெய்த் துளியின் ஆரம் காணல்

• மின்புலம் இல்லாத நிலையில், எண்ணெய்த் துளி கீழ்நோக்கி முடுக்கம் அடைகிறது. காற்றினால் ஏற்படும் பின்னிழு (பாகியல்) விசையினால் எண்ணெய்த் துளி எளிதில் சீரான திசைவேகத்தை அடைகிறது. இது முற்றுத் திசைவேகம் எனப்படும்.

எண்ணெய்த் துளியின் மீது செயல்படும் விசைகள்: 

அ) புவிஈர்ப்பு விசை Fg = mg

அடர்த்தி p = m /v ⇒ m = ρ V = ρ[4/3 πr3] ; Fg = ρ[4/3 πr3]g 

ρ - எண்ணெய்த்துளியின் அடர்த்தி ; 

r - எண்ணெய்த்துளியின் ஆரம்

ஆ) மிதப்பு விசை Fb = σ [4/3 πr3]g; σ - காற்றின் அடர்த்தி

இ) ஸ்டோக்ஸ் விதிப்படி, பாகியல் விசை

Fv = 6 πrvղ

மின்புலம் அற்ற நிலையில் Fg = Fb + Fv

ρ[4/3 πr3]g = σ [4/3 πr3]g + 6 πrvղ 

சமன்பாடு (1) ன் மூலம் எண்ணெய்த் துளியின் ஆரத்தைக் கணக்கிடலாம். 

(ஆ) மின்னூட்ட மதிப்பைக் காணல்: 

• எண்ணெய்த் துளிகளை சுற்றி மின் புலத்தை ஏற்படுத்தும் போது, அதன் மீது ஒரு மேல்நோக்கிய மின் விசை (qE) செயல்படுகின்றது. 

• மின்புலத்தின் வலிமையை சரிசெய்து, அத்துளியை நிலையாக வைக்கவும். பாகியல் விசை எதுவும் செயல்படாது. 

• இந்த ஆய்வை பல முறை செய்து, எண்ணெய்த் துளிகளின் மின்னூட்ட மதிப்பைக் கணக்கிட்ட மில்லிகன், எந்தவொரு எண்ணெய்த் துளியின் மின்னூட்ட மதிப்பும் e = −1.6 × 10−19 C என்ற அடிப்படை மதிப்பின் முழு மடங்குகளாக இருப்பதை கண்டறிந்தார். இந்த அடிப்படை மதிப்பே (e = −1.6 × 10−19 C) எலக்ட்ரானின் மின்னூட்ட மதிப்பு ஆகும்.

3. போர் அணு மாதிரியைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஆற்றலுக்கான கோவையைத் தருவிக்கவும். 

• அணுக்கருவைச் சுற்றி எலக்ட்ரான் வட்டப்பாதையில் இயங்கத் தேவையான மையநோக்கு விசையை கூறும் நிலைமின்னியல் கவர்ச்சி விசை அளிக்கின்றது. 

• நிலைத்தன்மை பெற்ற சுற்றுப்பாதைகளில் உள்ள எலக்ட்ரானின் கோண உந்தத்தின் மதிப்பானது h/2π ன் முழு மடங்காகவே இருக்கும். இது கோண உந்த குவாண்டமாக்கல் நிபந்தனை எனப்படும்.

• இரு சுற்றுப்பாதைகளின் ஆற்றல் வேறுபாட்டுக்குச் சமமான ஆற்றல் கொண்ட ஃபோட்டானை உட்கவர்வதனாலோ அல்லது வெளியிடுவதனாலோ மற்றொன்றுக்கு தாவ இயலும்.

∆E = Eஇறுதி − Eதொடக்கம்

∆E = hv 

∆E = hc / λ [c = v λ] 

• சுற்றுப்பாதையில் உள்ள எலக்ட்ரானின் ஆரம் மற்றும் திசைவேகம்

நிலையாகவுள்ள அணுக்கரு மற்றும் rn ஆரம் கொண்ட வட்டப்பாதையில் அணுக்கருவைச் சுற்றி இயங்கும் எலக்ட்ரான் கொண்ட அணு ஒன்றைக் கருதுக. 

• அணுக்கருவானது புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்களை உள்ளடக்கியது. 

புரோட்டான் நேர் மின்தன்மையையும் நியூட்ரான் மின் நடுநிலைமையாகவும் உள்ளதால், அணுக்கருவின் மின்னூட்டம் முழுவதும் புரோட்டான்களின் மின்னூட்டத்தையே சாரும். கூலூம் விதிப்படி,

இங்கு 

+Ze ⇒ அணுக்கருவின் மின்னூட்டம்

Z ⇒ அணு எண்

−e ⇒ எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டம்

இந்த விசையே எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதையில் இயங்கத் தேவைப்படும் மையநோக்கு விசையை அளிக்கிறது.

இங்கு 

m ⇒ எலக்ட்ரானின் நிறை

vn ⇒ திசைவேகம்

இருபுறமும் m ஆல் பெருக்க 

நீல்ஸ்போர் கொள்கையின் படி, கோண உந்த குவாண்டமாக்கல் நிபந்தனை

Mvnrn = ln = nh 

இங்கு εo, h, e மற்றும் π → மாறிலிகள் n ∈ N 

சுற்றுப்பாதையின் ஆரம்,

போர் ஆரம்

ao = 0.529 Å

நீளத்தின் ஒரு அலகாகப்பயன்படுகிறது 

l B0hr = 0.53 Å

ஹைட்ரஜன் அணுக்கு Z = 1

rn = ao n2

rn & n2

முதன்மைக் குவாண்டம் எண்ணைப் பொறுத்து சுற்றுப் பாதையின் ஆரம் மாறுபடுதல்

r1 = ao

r2 = 4ao = 4r1

r3 = 9ao = 9r1

r4 = 16ao = 16r1

n−வது வட்டப்பாதையில் எலக்ட்ரானின் ஆற்றல்: 

அ) n−வது சுற்றுப்பாதையின் நிலை மின்னழுத்த ஆற்றல்

ஆ) n−வது சுற்றுப்பாதையின் இயக்க ஆற்றல் 

இ) n−வது சுற்றுப்பாதையின் மொத்த ஆற்றல் 

எதிர்க்குறி அணுக்கருவுடன் எலக்ட்ரான் பிணைக்கப்பட்டு உள்ளதைக் காட்டுகிறது. 

n− முதன்மை குவாண்டம் எண்

• முதல் சுற்றுப்பாதையில் (அடிநிலை) எலக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றல் E1 = 13.6 ev 

• இரண்டாவது சுற்றுப்பாதையில் (முதல் கிளர்வு நிலை) எலக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றல் E2 = −3.4 ev 

• மூன்றாவது சுற்றுப்பாதையில் (இரண்டாவது கிளர்வு நிலை) எலக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றல் E3 = −1.51 ev

4. ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறமாலை தொடர்களை விளக்குக. 

ஹைட்ரஜன் வெளிவிடு நிறமாலை: 

• கிளர்வு நிலைகளில் எலக்ட்ரான்களின் ஆயுட்காலம் மிகக்குறைவாக உள்ளதால் (கிட்டத்தட்ட 10−8s), தன்னியல்பு உமிழ்வின் காரணமாக அவை மீண்டும் அடிநிலைக்குத் தாவுகின்றன. 

• எந்த அலைநீளங்களை உட்கவர்வு செய்தனவோ அதே நிறங்களை வெளிவிடுகின்றன. 

• ஹைட்ரஜனின் நிறமாலை வரிகள் வெவ்வேறு வரிசைத் தொகுதிகளாக உள்ளது. 

• இந்த வரிசைகளுக்கு லைமன் வரிசை, பாமர் வரிசை, பாஷன் வரிசை, பிராக்கெட் வரிசை மற்றும் ஃபண்ட் வரிசை என்று பெயரிடப்பட்டுள்ளன.

• நிறமாலை வரிகளின் அலைநீளங்கள் போர் அணு மாதிரியின் படி,

= அலை எண்: 

R = ரிட்பர்க் மாறிலி: 

R = 1.09737 × 107 m−1

m1,n = நேர்க்குறி முழு எண் [m > n]

5. நிறை எண்ணைப் பொருத்து சராசரி பிணைப்பாற்றலின் மாறுபாட்டை வரைபடத்துடன் விளக்கி அதன் இயல்புகளை விளக்குக. 

• ஒரு நியூக்ளியானுக்கான சராசரி பிணைப்பாற்றல் என்பது அணுக்கரு ஒன்றிலிருந்து ஒரு நியூக்ளியானை வெளியேற்றத் தேவைப்படும் ஆற்றலாகும். 

• நியூக்ளியான்களின் எண்ணிக்கை A (நிறை எண்) மதிப்புகளை X−அச்சிலும் அவற்றின் ஒரு நியூக்ளியானுக்கான சராசரி பிணைப்பாற்றல் மதிப்புகளை Y−அச்சிலும் வைத்து வரைபடம் வரைந்தால் வளைகோடு கிடைக்கின்றது.

சராசரி பிணைப்பாற்றல் வளைகோடு தொடர்பான சில முக்கிய குறிப்புகள்:

• நிறையெண்ணின் மதிப்பு கூடக்கூட −ன் மதிப்பு அதிகரித்து, A = 56 (இரும்பு) அணுக்கருவிற்கு அதன் பெரும் மதிப்பை , அதவாது 8.8 MeV அடைந்து, அதன் பிறகு மெதுவாகக் குறைகிறது. 

• நிறை எண் A = 40 இலிருந்து 120 வரையிலான அணுக்கருக்களின் ஒரு நியூக்ளியானுக்கான சராசரி பிணைப்பாற்றல் மதிப்பு 8.5 MeV பிற தனிமங்களுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த தனிமங்கள் அதிக நிலைத்தன்மையுடனும் கதிரியக்கத்தன்மை இல்லாமலும் உள்ளன.

• பிற அதிக நிறை எண் தனிமங்களுக்கு, இன் மதிப்பு மெதுவாகக் குறைந்து கொண்டே வருகிறது. யுரேனியத்தின் மதிப்பு 7.6 MeV. நிலைத்தன்மை இல்லாத இத்தனிமங்கள் கதிரியக்கத் தன்மையோடு உள்ளன. 

• A < 28 கொண்ட இரு இலேசான அணுக்கருக்களைச் சேர்த்து Å < 56 கொண்ட ஒரு அணுக்கருவை உருவாக்கும் போது படத்தின் படி, இறுதி அணுக்கருவின் மதிப்பு தொடக்க அணுக்கருவின் மதிப்பைவிட அதிகமாக உள்ளதைக் காணலாம்.

• எனவே, இரு இலேசான தனிமங்களை இணைவு செய்து அதன் மூலம் ஒரு இடைநிலை A மதிப்புடைய தனிம அணுக்கருவை உருவாக்கும் போது, ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுகின்றது. இதுவே அணுக்கரு இணைவு (nuclear fusion) என்ற நிகழ்விற்கான அடிப்படையாகவும் ஹைட்ரஜன் குண்டின் தத்துவமாகவும் விளங்குகிறது. 

• கனமான தனிமத்தின் அணுக்கருவைப் பிளவு (fission) செய்து இரண்டு அல்லது அதற்கு மேலான, இடைநிலை A மதிப்புடைய அணுக்கருக்களை உருவாக்கும் போதும் ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுகின்றது. 

• அணு குண்டின் தத்துவமாக இது விளங்குகிறது. மேலும், கட்டுப்பாடற்ற அணுக்கரு பிளவு ஏற்படும் போது தான் அணு குண்டிலிருந்து ஏராளமான ஆற்றல் வெளிப்படுகின்றது.

6. அணுக்கரு விசையைப் பற்றி விளக்குக. 

• அணுக்கருவினுள் உள்ள புரோட்டான்கள் ஒரு சில பெர்மி (10−15m) அளவேயுள்ள (மிக நெருங்கிய) தொலைவுகளால் பிரிக்கப்பட்டுள்ளதால், அவற்றிற்கிடையே மிக வலிமையான விலக்கு விசை இருத்தல் வேண்டும். 

• இடைவெளியில் உள்ள புரோட்டான்களுக்கு இடையேவுள்ள நிலைமின்னியல் விலக்கு விசை,

• இவ்விசையால் (230N) ஒரு புரோட்டான் அடையும் முடுக்கம்

• இது புவியின் ஈர்ப்பு முடுக்கத்தைக் (g) காட்டிலும் கிட்டத்தட்ட 1028 மடங்கு அதிகமாகும். 

• ஆகவே, அணுக்கருவினுள் உள்ள புரோட்டான்கள் இந்த நிலைமின்னியல் விசையை மட்டுமே உணர்வதாகக் கொண்டால், மிக விரைவிலேயே அந்த அணுக்கரு சிதறிப் போயிருக்க வேண்டும். 

• அணுக்கருவைப் பிணைத்து வைத்திருக்கும் இந்த கவர்வு விசையை வலிமையான அணுக்கரு விசை என்பர். 

• வலிமைமிக்க அணுக்கரு விசை மிகவும் குறுகிய எல்லைக்குள் செயல்படக்கூடியது. ஒரு சில பெர்மி தொலைவு வரை மட்டுமே அது செயல்படுகிறது. அணுக்கருவினுள் இரு புரோட்டான்களுக்கு இடையே செயல்படும் கூலூம் விலக்கு விசை மற்றும் ஈர்ப்பு விசைகள் மிகவும் வலிமை குறைந்தவை.

• அதே போல், இரு நியூட்ரான்களுக்கு இடையே நிலவும் ஈர்ப்பு விசையும் கூட அவை இரண்டிற்கும் இடையேயான வலிமைமிக்க அணுக்கரு விசையை விட மிகவும் வலிமை குறைந்தது. எனவே. இயற்கையிலேயே மிகவும் வலிமையானது அணுக்கரு விசையே ஆகும். 

• வலிமைமிக்க அணுக்கரு விசை ஒரு கவர்வு விசையாகும். மேலும் புரோட்டான்−புரோட்டான், புரோட்டான்−நியூட்ரான் மற்றும் நியூட்ரான்−நியூட்ரான் இவற்றிற்கு இடையே அவ்விசை சம வலிமையுடன் (மதிப்புடன்) செயல்படுகின்றது.

• வலிமைமிக்க அணுக்கரு விசை எலக்ட்ரான்களின் மீது செயல்படுவதில்லை. எனவே அது அணுவின் வேதியியல் பண்புகளை மாற்றியமைப்பதில்லை.

7. ஆல்பா சிதைவு நிகழ்வினை எடுத்துக்காட்டுடன் விளக்குக. 

ஆல்பா சிதைவு (Alpha decay): 

• நிலைத்தன்மையற்ற அணுக்கரு ஒன்று α −துகளை ( 42He அணுக்கரு) வெளியிடும் போது, அது இரு புரோட்டான்களையும் இரு நியூட்ரான்களையும் இழக்கின்றது.

• இதன் விளைவாக. அதன் அணு எண் மதிப்பில் (Z) இரண்டும். நிறை எண் மதிப்பில் (A) நான்கும் குறையும்.

• இங்கு X என்பது தாய் அணுக்கரு என்றும் Y என்பது சேய் அணுக்கரு என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. 

• எடுத்துக்காட்டு: 42He அணுக்கருவை (α− துகள்) உமிழ்வதன் மூலம் யுரேனியம் 23892U தோரியமாக 23490Th சிதைவுறுதல். 

23892U  → 23490Th  + 42He 

• நிறை வேறுபாடு (∆m = mx – my – mα )

• சிதைவு ஆற்றல் Q = ( mx – my – mα )c2

• இச்சிதைவு ஆற்றல் Q−வானது, α−துகள் மற்றும் சேய் அணுக்கரு ஆகியவற்றின் இயக்க ஆற்றலாகத் தோன்றுகிறது. 

• தன்னியல்பு அல்லது இயற்கைக் கதிரியக்கம் Q > 0 

• தன்னிச்சையாக நிகழாத கதிரியக்கம் Q < 0 

• ஆல்பா சிதைவு நிகழ்வில், சிதைவு ஆற்றலின் மதிப்பு நேர்க்குறி Q > 0 உடையது என்பது தெளிவு.

8. பீட்டா சிதைவு நிகழ்வினை எடுத்துக்காட்டுடன் விளக்குக.

β− சிதைவு 

• β− சிதைவில் அணுக்கருவின் நிறையெண் மதிப்பு மாறாத நிலையில் அதன் அணு எண் மதிப்பு ஒன்று அதிகரிக்கும்.  AZX → AZ+1Y  + e− + ⊽ 

• ஒவ்வொரு β− சிதைவிலும் அணுக்கரு X ல் உள்ள நியூட்ரான் ஒன்று ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஒரு எதிர் நியூட்ரினோவை வெளியிடுவதால் புரோட்டானாக மாறுகின்றது.

• n → p + e− + ⊽

இங்கு p – புரோட்டான்

⊽ − எதிர் நியூட்ரினோ 

• எடுத்துக்காட்டு: β− சிதைவின் மூலம் கார்பன் (146C) நைட்ரஜனாக (147N) மாறுகின்றது. 

146C → 147N  + e− + ⊽

β+ சிதைவு 

• β+ சிதைவில் அணு எண் மதிப்பு ஒன்று குறையும், ஆனால் நிறை எண் மாறாமல் இருக்கும். 

AZX → AZ-1Y  + e+ + v

• ஒவ்வொரு β+ சிதைவிலும் அணுக்கரு X ல் உள்ள புரோட்டான் ஒன்று ஒரு பாசிட்ரான் (e+) மற்றும் ஒரு நியூட்ரினோவை வெளிவிடுவதால் நியூட்ரானாக மாறுகின்றது.

• p → n + e+ + v

இங்கு n – நியூட்ரான்

V − நியூட்ரினோ 

• எடுத்துக்காட்டு: சோடியம் (2211Na) β+ சிதைவின் மூலம் நியானாக (2210Ne) மாறுகின்றது. 

2211Na → 2210Ne  + e+ + v

• நியூட்ரான் புரோட்டானாகவோ அல்லது புரோட்டான் நியூட்ரானாகவோ அணுக்கருவினுள்ளேயே மாறும் போது அணுக்கருவிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள், பாசிட்ரான்கள் வெளியேறுகின்றன. 

ஆனால் தனித்த ஒரு புரோட்டான் (எந்தவொரு அணுக்கருவிற்கும் உள்ளே இல்லையெனில்) β+ சிதைவுக்கு உட்படாது. ஏனென்றால் நியூட்ரானின் நிறையானது, புரோட்டானின் நிறையை விட அதிகமாக உள்ளதால், ஆற்றல் மாறா விதியின்படி, இந்த நிகழ்வு சாத்தியப்படாது. 

ஆனால் தனித்த ஒரு நியூட்ரான் (எந்தவொரு அணுக்கருவிற்கும் உள்ளே இல்லையென்றாலும்) β− சிதைவுக்கு உட்படுகிறது.

9. காமா உமிழ்வு நிகழ்வினை எடுத்துக்காட்டுடன் விளக்குக.

இச்சிதைவு நிகழ்வில், சேய் அணு கிளர்வு நிலையில் உள்ளது (126C*) மேலும் பீட்டா சிதைவிற்குப் பின்னர் காமா சிதைவு ஏற்படுகிறது

காமா சிதைவு: 

• காமா சிதைவில் நிறை எண் மற்றும் அணு எண்ணில் எவ்வித மாற்றமும் இருப்பதில்லை. 

• α மற்றும் β சிதைவுகளில் சேய் அணுக்கரு பெரும்பாலும் கிளர்வுற்ற நிலையிலேயே காணப்படும். கிளர்வு நிலையின் ஆயுட்காலம் கிட்டத்தட்ட 10−11s ஆக இருக்கும். ஆகவே இக்கிளர்வு நிலை அணுக்கரு, γ கதிர்கள் எனப்படும் உயர் ஆற்றல் ஃபோட்டான்களை வெளிவிடுவதன் மூலம் குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்குத் திரும்புகின்றது

• இங்கு மேல் இடப்பட்டுள்ள உடுகுறி (*) கிளர்வு நிலையிலுள்ள அணுக்கருவைக் குறிக்கின்றது 

• போரான் (125B) பீட்டா சிதைவு ஆனது இரு வழிகளில் நடைபெறுகிறது 

1) 13.4 MeV பெரும் ஆற்றல் கொண்ட எலக்ட்ரானை வெளிவிடுவதன் மூலம் போரான் நேரடியாக பீட்டா சிதைவை அடைந்து அடி நிலையிலுள்ள கார்பனாக (126C) மாறுகிறது.

2) 9.0 MeV பெரும் ஆற்றல் கொண்ட எலக்ட்ரானை வெளிவிடுவதன் மூலம் அது கிளர்வு நிலையிலுள்ள கார்பனாக (126C*) மாறுகிறது. அதன் பின்பு 4.4 MeV ஆற்றல் கொண்ட போட்டானை வெளிவிடுவதன் மூலம் அடி நிலைக்கு வருகிறது. 

10. கதிரியக்க சிதைவு விதியினைத் தருவிக்க 

கதிரியக்க சிதைவு விதி: 

• ஒரு குறிப்பிட்ட கணத்தில் ஓரலகு நேரத்தில் நடைபெறும் சிதைவுகளின் எண்ணிக்கை ஆனது, அக்கணத்தில் உள்ள அணுக்கருக்களின் எண்ணிக்கைக்கு (N) நேர்த்தகவில் இருக்கும். 

•  

• λ− சிதைவு மாறிலி 

• எதிர்க்குறியானது நேரம் செல்லச்செல்ல அணுக்கருக்களின் எண்ணிக்கை N இன் மதிப்பு குறையும் என்பதைக் காட்டுகிறது. dN = − λNdt 

• இங்கு dN என்பது dt நேர இடைவெளியில் சிதைவடையும் அணுக்கருக்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கும்.

 t = 0, N = No .

• சமன்பாடு (2) ஐத் தொகையீடு செய்யும் போது, எந்தவொரு t கணத்திலும் உள்ள அணுக்கருக்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடலாம்.

• இருபுறமும் அடுக்குக்குறி மதிப்பைப் பெற நமக்கு கிடைப்பது 

N = Noe−λt …………………..(4)

(குறிப்பு : e1nx = ey = x = ey) சமன்பாடு கதிரியக்கச் சிதைவு விதி எனப்படும். 

• நேரம் ஆக ஆக அணுக்களின் எண்ணிக்கை அடுக்குக்குறி முறைப்படி குறையும் என்பதை இச்சமன்பாட்டிலிருந்து நாம் அறிந்து கொள்ளலாம். 

• அனைத்து கதிரியக்க அணுக்கருக்களும் சிதைவடைய முடிவிலா காலம் (infinte) ஆகும்.

• கதிரியக்கச் செயல்பாடு:

N = No e−λt ; R = Ro e−λt ; Ro = λ No ; R = λ N

கதிரியக்கச் செயல்பாட்டின் SI அலகு

Bq (பெக்கரல்) (அல்லது) [ சிதைவுகள் / வினாடி ]

மற்றொரு அலகு: 1 கியூரி = 1 Ci

= 3.7 × 10l0 Bq = 3.7×1010 சிதைவுகள் / வினாடி