Zaryadlangan zarra tezlatgichlari

yadrolarga aylantirishga imkon berishi kuzatiladi. Radioaktiv elementlar 
chiqarayotgan eng tez alfa-zarralarning tezligi 19000 km/s atrofida bo’lib, u ham 
ko’pchilik yadrolarning elektrostatik itarish kuchlarini yenga olish uchun yetarli 
emas ekan. Yadro mustahkam himoya bareri (to’siqi) bilan o’ralgan bo’ladi. Bu 
barerni muvaffaqiyatli yengib o’tish uchun tabiiy radioaktiv manbalar chiqarayotgan 
alfa-zarralarga nisbatan kuchli snaryadlar zarur. 
Birinchi yadro artilleriyalarining yana bir kamchiliklaridan biri, “snaryad” 
otish tezligining(vaqt birligida chiqayotgan “snaryadlar”ning sonini) kichikligidir, 
ya’ni. manbalar tomonidan chiqarayotgan alfa-zarralar oqiminig intensivligi yetarli 
emas ekan. Bunga sabab yadro parchalanishi sust hodisadir. Mazkur hodisa yuz 
berish uchun alfa-zarra yadro bilan to’qnashishi zarur, bu hodisa juda kam yuz 
beradi. Chunki, atom deyarlik bo’sh bo’lib, bunda yadro uning juda oz hajmini 
tashkil etadi. Nishonni yadro snaryadi bilan bombardimon qilganda, ular ko’pchilik 
qismi atom orqali yadroga tegmasdan ham o’tib ketadi. Hisoblashlar shuni 
ko’satadiki, qalingligi mikrondan(1 mikronq) oshmagan qattiq nishonga kelib 
tushayotgan million alfa-zarradan bittasigina yadroga tushishi mumkin ekan. 
Shunday qilib, tabiiy radioaktiv manbalar chiqarayotgan alfa-zarralarning 
yetarli energiyaga va intensivlikka ega emasligi yadro fizikasining rivojlantirishini 
tormozladi. Katta quvvatli “snaryadlar” zarur bo’lib qoldi. Хo’sh, ularni qanday 

olish mumkin? Olimlar mazkur “snaryadlar”ni olish uchun zaryadlangan zarralarni 
elektr maydoni ta’sirida katta tezliklargacha tezlatish orqali hosil qilishni 
o’rgandilar. 
Zaryadlangan zarralarni tezlatish tamoyillari bilan tanishib chiqamiz. A va V 
plastinkalar orasida katta potensiallar hosil qilingan bo’lsin (2-rasm).
A plastinka yaqinida joylashgan musbat zaryadlangan zarra elektr maydon ta’siri 
ostida V plastinka tomon harakatlanadi va manfiy zaryadlangan V plastinkaga yetib 
boradi, agarda A va V plastinkalar orasida vakuum hosil qilinsa. Elektr maydon 
ta’sirida elektronlarni tezlatish hodisasi bilan tanishmiz. Masalan, telivizor ekranida 
tezlatilgan elektronlar ta’sirida tasvir hosil bo’ladi. Хuddi shunday doimiy elektr 
maydonida elektronlarni tezlatish rentgen trubkasida ham yuz beradi. Zarra A dan 
V ga harakatlanish davomida ma’lum bir kinetik energiyaga ega bo’ladi, ya’ni, 
(1) 
Bu yerda q - zarra zaryadi, U – zarra o’tgan potensiallar farqi.
Atom va yadro fizikasida zarra energiyasini elektronvoltlarda o’lchash qabul 
qilingan. Elektronvolt - bu zaryadi elektron zaryadiga teng bo’lgan zarra 1 volt 
kuchlanishlar farqini o’tganda ega bo’ladigan energiyadir ya’ni 

(2) 
Elektronvolt bu makraskopik o’lchamlarda juda kichik qiymatdir. Hattoki, 
massasi 0,01 milligram bo’lgan chang zarrachasi atiga 10 sm/s tezlikda 510
-11
J 
kinetik energiyaga yoki 300 MeV energiyaga ega bo’ladi. 
Atom o’lchamidagi hodisalar tavsiflashda elektronvoltlar juda qulaydir. 
Тashqi elektronlarning bog’lanish energiyasi deyarlik ko’pchilik atomlarda bir xil 
bo’lib, u bir nechta elektronvoltni tashkil qiladi. Ko’rinadigan nurlar fotonlari 
taxminan 2 elektronvolt energiyaga ega bo’ladilar. Bir elektronvolt energiya bizga 
juda kichik bo’lib ko’rinadi, sababi, biz juda katta miqdorda atomlardan tashkil 
topgan jismlar bilan ish ko’rishga o’rganib qolganmiz. Bizga ma’lumki, bir mol 
moddada tassavur qilib bo’lmaydigan miqdorda, ya’ni 610
23
ta molekula bor. 
Makroskopik jism energiyasining elektronvoltlarga nisbatan shunchalik kattaligiga 
sabab ular atom nuqtai nazaridan juda katta jismlarga xosligidadir. 
Yadro reaksiyalarida biz juda katta energiyalar bilan ish ko’ramiz. Yadrodagi 
proton va neytronlarning bog’lanish energiyasi bir necha megaelektronvoltni (MeV) 
tashkil qiladi. Radioaktiv yadrolardan chiqayotgan eng tez -zarralar energiyasi10 
MeVdan katta bo’lmagan energiyaga ega bo’ladi. 
Shunday qilib, katta energiyaga ega bo’lgan zarralrni olish uchun ularning 
manbaini juda kuchli elektr maydoniga joylashtirish zaraur. Тezlatgichlarni ya’ni, 

katta tezlikka ega bo’ladigan zaryadlangan zarralar olish uchun qo’llaniladigan 
qurilmalarning yaratuvchilari xuddi shu yo’lni tanlashdi.
Birinchi tezlatgichlar ikkita asosiy qismdan, ya’ni, yuqori kuchlanish 
qurilmasidan va ichida zarralarni tezlatadigan yuqori voltli vakuum trubkasidan 
iborat bo’lgan. Vakuum trubkasi yaxshi izolyatsion xususiyatga ega bo’lgan 
materiallardan, ya’ni shisha farfor yoki keramikadan yasalgan. Ular uchlarida 
elektrodlarga qo’yiladigan bir necha million volt kuchlanishlarga bardosh berishi 
zarur. Vakuum trubkasida yuqori vakuum olish har bir tezlatgich yaratishda muhim 
masala hisoblanadi. Havoni so’rib chiqarish ikkita pog’onada amalga oshiriladi. 
Boshida mexanik markazdan qochma nasoslar bosimi 10-2 -10 -3 mm Hg bo’lgan 
sayraklashishni yaratadilar. Keyin yuqorivakuumli deb nomlangan nasoslar ishga 
tushadilar va zarur bo’lgan vakuumni (10
-5
-10
-6
mm Hg) hosil qiladilar. Bunday 
yuqori darajadagi vakuumga erish uchun tabiiy ravishda yaxshi zichlashtirish (oraliq 
va tirqishlarni yaxshi zichlab bekitish) va vakuum holatini nazorat qiluvchi tizimni 
yaratishni talab qiladi.
Musbat zaryadlangan zarralarni tezlatganda ionlar manbai musbat elektrod 
yaqiniga joylashtiriladi( rasm). Ionlarni gazsimon element atomlarini(masalan, 
protonlarni tezlatganda vodorodni yoki -zarralarni tezlatilganda geliy atomlarni) 
cho’g’langan metall toladan chiqayotgan elektronlar bilan bombardimon qilib 
olinadi. Hosil bo’lgan ionlar manbadan elektr maydon yordamida tortib olinadi.
Vakuum trubkada yuqori kuchlanish qo’yilgan asosiy ikkita elektroddan 
tashqari qator oraliq elektrodlar mavjud bo’ladi. Kuchlanish bo’lgich yordamida har 
bir oraliq elektrodlarga to’liq kuchlanishning ma’lum bir bo’lagi qo’yiladi. Oraliq 
elektrodlar qurilmasi trubka o’qi bo’ylab ancha tekis potensial tushishiga imkon 
beradi va ular uchlarida razryadlar hosil bo’lishini bartaraf etadi. Shu bilan oraliq 
elektrodlarning roli tugamaydi. Ular yana bir o’ta muhim masalani hal qilishga 
yordam beradilar.

Ionlarga tezlatuvchi vakuum trubkasi bir necha metr uzunlika ega bo’ladi. 
Manba chiqargan ionlarning hammasi yoki hech bo’lmaganda katta qismi tezlatgich 
trubkasining har qanday konstruksiyasida ham hamma yo’lni muvaffaqiyatli bosib 
o’tadi deb aytish mumkinmi? Afsuski, yo’q! Ionlar yo’lida to’siq bo’lishi mumkin 
bo’lgan trubkada qolgan gaz molekulalari bo’lib, ular ionlarning harakat 
yo’nalishini o’zgartiradi. Bundan tashqari ionlar bir xil zaryadga ega bo’lganligi 
uchun ular bir biridan qochishadi(o’zaro itarilashadi). Yana shu ham ahamiyatga 
egadirki, har qanday zarralar manbaidan yoyiluvchi bir nechta dastalar chiqadi. Bu 
sabablarning hammasi tezlatgichda zarralarni siqish yoki boshqacha aytganda, 
fokusirovka qilish bo’yicha maxsus choralarni ko’rishni talab qiladi.
Yuqorida ko’rilgan vakuum ion trubkalarida zarralarni fokusirovka qilish 
oraliq elektrodlar orasidagi tirqishlarda yuz beradi. Zarralar elektrodlarning ichida 
harakatlanganda elektr maydon ta’siriga uchramaydi, binobarin, tezlatilmaydi. 
Zarralar faqat tirqishlar orasidan o’tgandagina tezlanish oladi.
Biz yuqorivoltli tezlatgichning elementlaridan bittasi bo’lgan vakuum 
trubkasini ko’rib chiqdik. Zarralarni tezlatish uchun trubkaga yuqorivoltli 
kuchlanish qo’yilishi kerak. Bunday kuchlanish yoki potensiallar farq manbai 
sifatida kaskad generatori, Van-de-Graaf generatori, impulsli generatori, impulsli 
transformator va boshqalar ishlatiladi. Zarralarni doimiy elektr maydoni ta’sirida 
tezlatadigan tezlatgichlarni bevosita ta’sir tezlatgichlari deyiladi. Ushbu 
qurilmalarda tezlashayotgan zarralar trayektoriyasi to’g’ri chiziqqa yaqin bo’lgani 
uchun ularni bevosita ta’sir chiziqli tezlatgichlari deyiladi.
Ayrim hollarda bunday tezlatgichlarni elektrostatik chiziqli tezlatgichlar deb 
ham aytiladi. Bunday tezlatgichlarda zarralarga energiya doimiy potensiallar 
ayirmasi katta bo’lgan oraliqdan bir marta o’tganda beriladi. Biz elektrostatik 
chiziqli tezlatgichlardan biri bo’lgan va amaliyotda keng tarqalgan
Van-de-Graaf generatori ishlash prinsipi bilan tanishib chiqamiz. Van-de-
Graaf generatori. 1926-yilda Van-de-Graaf ortiqcha zaryadlarning o’tkazgich tashqi 

sirtida joylashiga asoslangan elektrostatik generator konstruksiyasini taklif etadi. 
O’zining tuzilishi bo’yicha bu qurilma maktablarda fizikadan tajribalar o’tkazish 
uchun qo’llaniladigan elektrostatik mashinani eslatadi. Chiziqli tezlatgichlardan biri 
bo’lgan Van-de-Graaf elektrostatik generatori sxemasi 3-rasmda keltirilgan. 
Zarralarni tezlatish Т tezlatgich trubkasida amalga oshiriladi. Тrubka ichida 
elektroizolyatorlardan (shisha, farfor) tayyorlangan I ionlar manbai va trubkasimon 
(naysimon) elektrodlar sistemasi joylashgan. Elektrodlar bitta chiziqda va bir-
biridan uncha katta bo’lmagan masofada joylashgan.
Elektrodalarning bir uchi tomonida I ionlar manbai va ikkinchi uchining 
oxirida tekshiriladigan materialdan tayyorlangan M nishon joylashadi. Тezlatgich 
trubkasi ichida bosimi 10
-5
mm Hg bo’lgan vakuum hosil qilingan. Bu esa, 
tezlatilgan ionlarning havo molekulalari bilan to’qnashishiga va elektrodlar orasida 
gaz razryadi hosil bo’lishiga imkon bermaydi. Тezlatgich trubkasiga qiymati 8·10
6
V gacha bo’lgan yuqori kuchlanish beriladi. U ketma-ket ulangan qarshiliklar 
sistemasi orqali ion manbai, trubkasimon elektrodalr va nishon oralarida tekis 
taqsimlandi. Тezlatilishi kerak bo’lgan ionlar ion manbaidan birinchi elektrodning 
ichiga tushadi. Ionlar manbai va birinchi elektrod orasidagi tirqishda ionlar birinchi 
energiya porsiyasini oladi. Тrubkasimon elektrodlarning ichida elektr maydon 
bo’lmaganligi uchun ionlar inersiya bo’yicha harakatlanadi. Keyingi energiya 
porsiyasini ionlar birinchi va ikkinchi elektrodlar orasidagi tirqishda oladilar va h.k. 
Nishonga tushayotgan zarralar E = qU эВ energiyagacha tezlatiladi. 
Yuqori kuchlanish quyidagi usul bilan olinadi. Zaryadlar maxsus taroq orqali 
past voltli generatordan elektroizolyatorli materialdan tayyorlangan tasmadagi A 
nuqtaga beriladi (3-rasm). Хuddi shunday ikkinchi taroqning V nuqtasidan zaryadlar 
olinadi va metall yarimsfera – koduktor R ga beriladi. Zaryadlar tashqi sirtga 
to’planib, konduktordagi kuchlanishni (5÷8)·10
6
V gacha ko’taradi va tezlatgich 
trubkalariga beriladi. Тezlatgichning ishlash prinsipi 4-rasmda ko’rgazmali 
tavirlangan. Bu yerda ham yaqqol ko’rinib turibdiki, baland kollona(ustun) orqali 

yerdan izolyatsiyalangan katta ich bo’sh shar (3-rasmda R) sirtiga asta-sekin zaryad 
to’plana boshlaydi. 
Ushbu zaryadlarni sharning ichki sirtiga rezinka, qog’oz yoki ipakdan bo’lgan 
cheksiz tasma yordamida yetkazib beriladi. Rasmda ko’rinib turibdiki, zaryadlar tez 
harakatlanayotgan tasmaga metall cho’tka (taroqqa o’xshash) bo’yicha tushadi va 
shu yo’l bilan tasmadan olinadi. Bu zaryadlar sharning sirti bo’yicha yoyilib ketadi. 
Хush ushbu usul bilan cheksiz katta potensial olish mumkinmi? Buning iloji yo’q. 
Sababi, yuqori kuchlanishlarda shar bilan uni o’rab turgan predmetlar orasida 
chaqnash yuz beradi. 
Yirik elektrostatik generatorlardan biri 1937- yilda Хarkov shahrida qurilgan 
bo’lib, u diametri 10 m atrofidagi shardan iborat bo’lgan. 4-5 million volt kuchlanish 
zarralarni tezlatuvchi o’n metrli vakuum trubkasiga berilgan. Keyingi yillarda 
elektrostatik generatorning o’lchamlari sezilari ravishda qisqartirilgan. Bunga butun 
tezlatgichni siqilgan gaz (azot, freon) atmosferasiga joylashtirish hisobiga amalga 

oshiriladi. Bir necha atmosferadagi gaz bosimi elektr chaqnashlarga qarshi qurilma 
chidamligini oshiradi. 
Van-de-Graaf elektrostatik generatorining asosiy kamchiliklaridan biri bo’lib, 
zarralar dastasi energiyasining qat’iy chegaralanganligidir. Ushbu generatorning 
asosiy ustunligi bu zarralar dastasining yuqori monoxromatikligi va ular 
energiyasini yengil rostlash imkoniyatidir. Shuning uchun ham Van-de-Graaf 
generatori past energiyalarda tadqiqotlar olib borishda keng qo’llaniladi. 
2004- yilda mamlakatimizning O’zbekiston Milliy universiteti Amaliy fizika 
ilmiy tadqiqotlar institutida EG-2 SOKOL elektrostatik tezlatgichi ishga tushirildi. 
Mazkur tezlatgichda protonlar 2 MeV energiyagacha tezlatiladi. Hozirgi kunlarda 
bu tezlatgichda fundamental va amaliy tadqiqotlar olib borilmoqda. 

Xulosa
Zarra bilan yadro yoki yadro bilan yadro yadroviy kuch ta’sir radiusi 10
-13
sm 
qadar yaqinlashib o’zaro ta’sirlashishi natijasida yadroda turli o’zgarish yoki yadro 
zarralarining qayta taqsimlanishi mumkin. Yadroviy reaksiya deb ataladigan bunday 
jarayonda yadro uyg’onadi yoki yangi zarralar hosil bo’ladi.
Yadroviy reaktsiyani hosil qilish uchun yadrolarni katta energiyali zarralar yoki 
yadrolar bilan bombardimon qilish kerak. Bunday yuqori energiyali zarralar 
radiaktiv yemirilishda hosil bo’ladi.
Yadro va elementar zarralar xususiyatlarini keng o’rganish uchun yuqori 
energiyagacha tezlatib beruvchi tezlatkichlar yaratilishi juda muxim hisoblanadi. 
Yadro tuzulishini o’rganish, yadro reaksiyalarini amalga oshirish hamda 
elementar zarralar xususiyatlarini aniqlash va boshqa ko’plab muammolarni hal 
qilishlik uchun yuqori energiyagacha tezlashtirilgan katta oqimdagi zarralar dastasi 
talab etiladi. 
Talab etilgan yuqori energiyagacha tezlashtirilgan katta oqimdagi zarralar 
dastasi umumiy olganda tezlatkichlar nomli qurulmalar yordamida olinmoqda. 
Tezlatkichlar 1930-yillardan boshlab qurila boshlandi. Dastlabki tezlatkichlar 
energiyalari MeV bo’lsa, hozirgi vaqtda bir necha GeV energiyagacha yetkazildi. 
Zaryadli zarralarni tezlatish odatda elektr maydonida yoki elektr va magnit 
maydonlar bilan birgalikda amalga oshiriladi. 
Tezlatkichlar tezlashtiruvchi maydon turiga qarab zarralar oqimini fokuslashi, 
tezlashtirilayotgan zarralar xili, erishgan energiyalariga ko’ra turlicha nomlar bilan 
ataladilar.
To’g’ri ta’sirli tezlatkichlar zarra maydonidan o’tishda bir marotaba 
energiyasini oshirsa, ko’p karrali ta’sirli tezlatkichlarda esa shu maydondan zarra bir 
necha marotaba energiya orttirmasi oladilar. Yuqori voltli tezlatkichda energiya 

orttirmasi potensiallar ayirmasiga to’g’ri kelsa, induksiyali tezlatkichda magnit 
oqimi o’zgarishiga mos keluvchi uyurma elektr maydoni, rezonans tezlatkichlarda 
esa yuqori chastotali o’zgaruvchi elektr maydoni kattaliklariga mos keladi. Chiziqli 
tezlatkichlarda zarralar to’g’ri chiziq bo’ylab harakatlansa, siklik tezlatkichlarda 
aylana yoki spiralsimon harakatlanadilar. 
Uzluksiz oqimli tezlatkichlar zarralar oqimi o’zgarmas bo’lsa, impulslarida esa 
zarra dastasi ma’lum vaqt oralig’ida tezlashtiriladi. 
Odatda tezlashtirilgan zarralar qo’zg’almas nishonga yo’naltiriladi. Qarama – 
qarshi oqimda tezlashtirilganda o’zaro massalar teng ma’lum impulsga ega bo’lgan 
zarralar bir birlariga qarama – qarshi yo’nalishda ta’sirlashadilar. 
Barcha tezlatkichlarda zarralarni tezlatish jarayonida fokuslab turishlik lozim. 
Ko’ndalang radial va vertikal tekislik bo’yicha fokuslash magnit maydonining 
radius bo’yicha kamayib borishi bilan amalga oshiriladi.
Rezonans tezlatkichlarda zarralar oqimi bo’ylama yo’nalish bo’yicha ya’ni, 
zarralr aylanish chastotasi bilan tezlashtiruvchi elektr maydoni chastotalarining 
rezonansini ta’minlash elektr maydon chastotasini yoki magnit maydonni vaqt 
bo’yicha o’zgarishlik bilan amalga oshiriladi. 
Tezlatkichlarda zarralar energiyasi va zarralar oqimi intensivligi muhim 
xususiyati hisoblanadi. Intensivligini oqim tok kuchi I=qN bilan ifodalanadi. 
Siklik tezlatkichlarda tezlashtiriladigan zarralar tezlashtiruvchi maydonga 
takror – takror kiritilib, energiyasi oshirilib boriladi. 
Tezlatkichlar turlari va ular uchun zarralarni tanlash 
Tezlatkichlar shartli ravishda quyidagi turlarga bo’linadi: 
1. 
Bevosita ta’sir ostida ishlaydigan tezlatkichlar 
2. 
Chiziqli tezlatkichlar 
3. 
Siklik tezlatkichlar 
4. 
Kallayderlar 
Bevosita ta’sir ostida ishlaydigan tezlatkichlar – elektr maydon ta’sirida 
zarralani bevosita tezlatadigan tezlatkichlar hisoblanadi.

Chiziqli tezlatkichlar – tezlatilgan zarralarni traektoriyasi to’g’ri chiziqdan 
iborat bo’lgan tezlatkichlar 
Siklik tezlatkichlar - tezlatilgan zarralarni traektoriyasi aylana shaklidan iborat 
bo’lgan tezlatkichlar hisoblanadi. 
Tezlatkichlarda qanday zarralarni tanlash mumkin?
Tezlatkichlar zarralarini tanlashda zarraning yashash vaqti hisobga olinadi. 
Bunday zarralar sirasiga elektronlar, pratonlar, antipratonlar va og’ir zarralar (og’ir 
yadrolar) kirishi mumkin. Bulardan kichik energiyalarda ma’lum maqsadlarda 
foydalaniladi. 

Download 0,98 Mb.