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

22234. Криптографическая система 256 KB
  Замыслом который стал определяющим при формировании настоящей программы Вашей подготовки стала задача ознакомления Вас с двумя наиболее сложными в теоретическом да и практическом отношении криптоаналитическими атаками позволившими в свое время найти слабости в широко известном и все еще применяемом до настоящего времени стандарте симметричного блочного шифрования США алгоритме DES. Поэтому хотя сегодня уже шифр DES можно считать уходящим со сцены представляется целесообразным изучение принципов выполнения указанных выше...
22235. Дифференциальный криптанализ 528 KB
  Для DESподобных криптосистем различие выбирается как побитовая сумма по модулю два XOR значений двух текстов в модульной арифметике  разность пары текстов. Эта операция в дальнейшем для краткости будет обозначаться аббревиатурой из английских букв  XOR2. Данное фиксированное значение XOR входной пары правых полу блоков для F функции легко определяет свое XOR значение после расширения по формуле: EXEX = EXX. XOR с ключом не изменяет значение XOR в паре т.
22236. Введение в дифференциальный криптанализ 741 KB
  Будем говорить что X может вызвать Y с вероятностью p для F функции если p есть доля всех возможных входных пар зашифрованных всеми возможными значениями подключа в которых входной XOR F функции равен X а выходной XOR равен Y. Если в DES X  Y X переходит в Y с вероятностью p для F функции то каждая фиксированная входная пара Z Z с Z = ZZ= X образует выходной XOR F функции равный Y с той же самой долей p возможных значений подключа. Очевидно что для каждого входного XOR имеем = независимо от ключа KS. Если имеется k входных пар...
22237. Введение в дифференциальный криптанализ. Итеративные характеристики 401.5 KB
  Статистическое поведение большинства характеристик не позволяет нам искать пересечение всех ключей предложенных поддерживаемых различными парами как это мы делали в примере 6 Л2 так как пересечение обычно пустое: неправильные пары не обязательно указывают на правильный ключ как возможное значение. Однако мы знаем что правильное ключевое значение должно быть результатом всех правильных пар которые встречаются приблизительно с характеристической вероятностью с вероятностью характеристики. Все другие возможные ключевые значения...
22238. Атака на DES уменьшенный до восьми циклов 414 KB
  Введение в дифференциальный криптанализ 1 Атака на DES уменьшенный до восьми циклов Чтобы найти другие биты Эли Бихам и Ади Шамир фильтруют все пары и оставляют только те которые имеют ожидаемое значение используя при этом известные значения h и значения ключевых битов K8 входящих в S6 S7 и S8. Ожидаемое число остающихся пар есть 53. Они применяют аналогичный метод счета используя увеличенное отношение S N созданное большой концентрацией правильных пар и затем снова фильтруют пары. Неправильная пара не отвергается этим или...
22239. Введение в дифференциальный криптанализ 626 KB
  Анализ требований к отбору S блоков разработчиков стандарта. В этом разделе мы хотим высказать свою версию обоснования требований к отбору S блоков выдвинутых разработчиками стандарта. Критерии отбора S блоков: 1. Если два входа S блока отличаются своими первыми двумя битами и имеют совпадающими 2 последних бита то выходные биты не должны быть теми же самыми  для любых e и f; Для любых ненулевых 6ти битовых различий между входами не более чем 8 из 32 пар входов могут показывать одни и те же выходные различия; Критерий подобный...
22240. Способ равных допусков 47 KB
  На размеры всех составляющих звеньев кроме увязочного назначается допуски из одного квалитета с учетом номинального размера звена. Вероятностный метод допусков расчета составляющих звеньев. допустить выбор подбор или изменение величины некоторых звеньев цепи от можно расширить в несколько раз допуски звеньев и соответственно снизить затраты за счет непринятия в расчет маловероятностных комбинаций числовых значений тех же звеньев цепи. Для вероятностного расчета допусков нужно располагать информацией о предполагаемых законах распределения...
22241. Отклонение формы и расположения 938 KB
  В основе нормирования и отсчетов отклонения формы и расположения поверхностей заложен принцип прилегающих поверхностей и профилей. База это есть элемент детали определяющий одну из плоскостей или осей системы координат по отношению к которой задается допуск расположения или определяется отклонение рассматриваемого элемента. Все отклонения и допуски подразделяются на 3 группы: отклонение формы; отклонение расположения; суммарное отклонение.
22242. Допуски и посадки подшипников качения 197 KB
  Присоединительными поверхностями подшипника качения являются наружный Диаметр D наружной поверхности подшипника и внутренний диаметр d внутреннего кольца подшипника а также ширина В колец. Таким образом за номинальные диаметры подшипника принимаются диаметры его посадочных поверхностей D и d. Основная присоединительная поверхность подшипников качения по которым они монтируются на валах и корпусах машин это отверстие во внутреннем кольце подшипника и наружная поверхность наружного кольца подшипника. Посадки подшипников на вал выполняются...