22664

γ – випромінювання та ефект Месбауера

Доклад

Физика

γ випромінювання та ефект Месбауера Явище γ випромінювання ядер полягає в тому що ядро випромінює γ квант без зміни А кількість нуклонів та Z кількість протонів. Гама випромінювання виникає за рахунок енергії збудження ядра. Спектр γ випромінювання завжди дискретний через дискретність ядерних рівнів. Особливо інтенсивне γ випромінювання зявляється коли β розпад у високій степені заборонений в основний стан кінцевого ядра і дозволений в один із збуджених станів.

Украинкский

2013-08-04

46 KB

1 чел.

52. γ – випромінювання та ефект Месбауера

Явище γ – випромінювання ядер полягає в тому, що ядро випромінює γ – квант без зміни А (кількість нуклонів) та Z (кількість протонів). Гама – випромінювання виникає за рахунок енергії збудження ядра. Спектр γ – випромінювання завжди дискретний через дискретність ядерних рівнів. Найбільш часто вживаний спосіб отримання γ – активних ядер оснований на β – розпаді (розпад нейтрона з утворенням протона) на збудженні рівня кінцевого ядра. Особливо інтенсивне γ – випромінювання з’являється, коли β – розпад у високій степені заборонений в основний стан кінцевого ядра і дозволений в один із збуджених станів. γ – випромінювання обумовлене взаємодією окремих нуклонів ядра з електромагнітним полем. Ізольований вільний нуклон не може випромінювати γ – кванти через дію законів збереження енергії та імпульсу. Часи життя γ – активних ядер залежать від різниці спінів і парності початкового і кінцевого станів. Випромінювання частинок низьких енергій з великими орбітальними моментами зазвичай є малоймовірним. Оскільки для фотона через його нульову масу не існує поняття орбітального моменту, то для нього вводиться поняття мультипольності. Випромінені ядрами γ – кванти мають енергії від десятків кеВ до декількох МеВ, тобто зведені довжини хвиль  від 2∙10-8 до 5∙10-12 см. Відношення радіусу ядра R до зведеної довжини хвилі .

З теорії електромагнітного випромінювання випливає, що період напіврозпаду Т1/2 γ – активного ядра залежить від мультипольності переходу L та довжини хвилі:

для електричних мультипольних переходів~, для магнітних мультипольних переходів

~

В деяких випадках при поєднанні високого ступеня заборони з малою енергією переходу можуть спостерігатися γ – активні ядра з часами життя макроскопічного порядку (до декількох годин). Такі довго живучі збуджені стани ядер називають ізомерами.

Ядро, що знаходиться у збудженому стані, може перейти в основний стан не тільки шляхом випромінювання γ – кванту, а й за допомогою передачі енергії збудження одному з електронів атомної оболонки. Цей процес називається внутрішньою конверсією. Процеси внутрішньої конверсії та безпосереднього випромінювання γ – квантів йдуть паралельно, оскільки внутрішня конверсія обумовлена не реальними фотонами, а віртуальними.

Ефект Месбауера полягає в тому, що якщо одне ядро випромінює γ – квант, то інше таке ж ядро з великою ймовірністю цей квант поглинає. До 1958 р. спостереження резонансного поглинання γ – квантів ядрами вважалося неможливим: при вильоті фотона з імпульсом  ядро отримує віддачу і набуває енергії . Енергія переходу Е (тобто різниця рівнів ядра) дорівнює: Енергію віддачі можна записати .

Резонансне поглинання можливе лише тоді, коли енергія віддачі менша за ширину лінії Г: ∆Е < Г. Для ядерного випромінювання ця умова порушується, бо ∆Е росте квадратично з енергією кванту, а енергія γ – квантів на декілька порядків більша за енергію оптичних фотонів. Наприклад, для 26Fe57 перший збуджений рівень має енергію 14 кеВ, час його життя τ має порядок 10-7с, тому

,

а ∆Е ≈ 10-3еВ. Тому на вільних ядрах резонансне поглинання не відбувається. Месбауер розглянув не вільні ядра, а тверде тіло – кристал. Він висунув ідею, що в квантовій механіці ефект кристалічного зв’язку проявляється статистичним чином. Тобто існує відсоток ядер, коли при поглинанні віддачу отримує не окреме ядро, а увесь зразок. Позбутися віддачі можна за рахунок ефекту Доплера, рухаючи зразок. Для того щоб вийти з резонансу за рахунок ефекту Доплера, треба, щоб  

За допомогою ефекту Месбауера проводиться вимірювання з відносною точністю 15 – 17 порядків. І – інтенсивність γ – квантів, які пройшли через поглинач. υ – відносна швидкість джерела та поглинача.


β-

1Na24

12 Mg24

1,37МеВ

4,12МеВ

0+

2+

4+

4+


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55114. ИСТОРИЯ РИТОРИКИ 217.5 KB
  Интерес представляет риторическое обучение в духовных академиях и старообрядческих общинах. В библиотеках Москвы, Киева, Санкт-Петербурга хранятся многочисленные рукописи учебников, созданных учителями риторики для своих учеников, различные сборники с риторическими статьями и школьными речами.
55115. Почвозащитная способность сельскохозяйственных культур и севооборотов. Проектирование севооборотов с учетом уклонов на пашне. Методические указания 318.5 KB
  Озимые зерновые пропашные культуры зернобобовые яровая пшеница гречиха Просо Пласт многолетних трав пропашные культуры озимые зерновые залежь Гречиха Пропашные яровые зерновые зернобобовые культуры Зернобобовые...
55116. Основы молекулярной генетики, моделирование процессов кодирования наследственной информации 38 KB
  Определить антикодоны транспортных РНК, которые осуществляют доставку к рибосомам следующих аминокислот: фенилаланин, серин, тирозин, цистеин, лейцин, треонин, лизин, глутамин.
55117. Рекультивация почв, засоленных и осолонцованных при загрязнении нефтепромысловыми сточными водами (НСВ). Методические указания 309 KB
  Цель занятия: научиться разрабатывать системы мероприятий по рекультивации засоленных и загрязненных НСВ земель; дать студентам знания: по известкованию почвы; изучить методы и расчеты норм известкования почвы; по гипсованию почвы; изучить методы и расчеты норм гипсования почвы; по засолению почв промывке почв; изучить методы и расчеты промывной нормы при засолении почвы....
55118. Единый социальный налог (взнос) 171 KB
  При однократном использовании данной льготы доходы за исключением оплаты труда наемных работников получаемые членами зарегистрированных в установленном порядке родовых семейных общин малочисленных народов Севера от реализации продукции полученной в результате...
55119. Рекультивация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Методические указания 313 KB
  Ликвидация последствий разливов нефти проводится часто таким способом что происходит необратимое уничтожение плодородного слоя почвы например при сжигании нефти засыпке загрязненных участков грунтом вывозе загрязненной почвы в отвалы. 1988 смешивание загрязненных почв с чистой почвой для уменьшения содержания нефти и нефтепродуктов...
55121. Налог на прибыль организаций 188 KB
  Иностранные организации осуществляющие свою деятельность в Российской Федерации через постоянные представительства и или получающие доходы от источников в Российской Федерации. Не признаются налогоплательщиками организации являющиеся иностранными организаторами Олимпийских игр и...
55122. Закономерности наследования признаков 70.5 KB
  Цели: сформировать умения определять генотип и фенотип детей по генотипу родителей, а также генотип родителей по фенотипу детей, прогнозировать проявление признаков в потомстве.