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

22776. Створення та розгортання діяльності Наркомату закордонних справ УРСР 39.5 KB
  Механізм формування та реалізації зовнішньої політики України. Правда дещо несподіваною виявилася кандидатура наркома закордонних справ України. Механізм формування та реалізації зовнішньої політики України. Під керівництвом Президента України практична реалізація зовнішньополітичної діяльності забезпечується Кабінетом Міністрів України і здійснюється Міністерством закордонних справ іншими центральними органами державної виконавчої влади на основі Конституції і законів України.
22777. Українське питання на завершальному етапі Другої світової війни 42 KB
  Засади та основні напрямки зовнішньої політики України. Під кінець війни міжнародний авторитет України зріс збільшувалась увага в світі до життя й долі українського народу. Правда дещо несподіваною виявилася кандидатура наркома закордонних справ України. Засади та основні напрямки зовнішньої політики України З погляду концептуальної визначеності зовнішньополітичного курсу України особливо велике значення мав документ схвалений Верховною Радою України 2 липня 1993 р.
22778. УРСР на міжнародній арені 1944-1949 рр 56 KB
  Національні інтереси України зовнішній аспект. Співробітництво України в Чорноморському регіоні. Про значний міжнародний авторитет України свідчило обрання Д. Національні інтереси України зовнішній аспект.
22779. Зовнішньополітична діяльність закордонних українських громадсько-політичних організацій в повоєнній добі 45 KB
  Концепція стратегічного партнерства в зовнішній політиці України. Розбудова відносин України з країнами Африки. Концепції стратегічного партнерства в зовнішній політиці України Стратегічне партнерство являє собою стан відносин що характеризуються наявністю комплексних стратегічних інтересів в сіх сферах діяльності двох сторін з огляду на певну політичну взаємозалежність та готовність до застосування компромісних механізмів узгодження спільних інтересів. Але у випадку з нашою державою така взаємозалежність є асиметричною і як правило...
22780. Двосторонні договори та угоди УРСР 1944-1949 рр.: зміст, значення, наслідки 51 KB
  Проте дослідники звертали увагу на три справжні причини такого ставлення приховану надію на повернення західноукраїнських земель очікування можливої війни між союзниками СРСР та Великою Британією й США невдоволення поляків характером і діяльністю ПКНВ. Україну як незалежну державу США визнали 26 грудня 1991р. Кравчука до США. В ході візиту було підписано низку документів зокрема політичну декларацію та меморандум про взаєморозуміння між урядами України та США.
22781. Проблема множинного представництва на завершальному етапі II світової війни 83.5 KB
  Етапи відносин України та Російської Федерації. Передбачалося що на початку роботи конференції делегати Великобританії й США підтримають пропозицію про допуск до первісного членства двох радянських республік України та Білорусії. Етапи відносин України та Російської Федерації. розстрілу Білого дому та зміцнення позицій реформаторів у Кремлі курс щодо України став жорсткішим що виявилось у намаганнях на дострокових виборах 1994 р.
22782. Участь делегації УРСР в роботі Паризької мирної конференції 67.5 KB
  Відносини ЄССШАУ країна. міністри закордонних справ Англії США Франції й СРСР опублікували Декларацію про колишні італійські колоніальні володіння в Африці яка стала основою для Спільної декларації з цього питання і була підписана разом із мирними угодами. Відносини ЄС Україна США. Геополітичний простір України передбачає визначення таких пріоритетних зовнішньополітичних напрямків як ЄС перспективна мета на інтеграцію до європейського політичного економічного правового простору РФ найбільший впливовий сусід відносини з...
22783. Зовнішньополітична діяльність УРСР у 1950-1980-х рр. 47 KB
  ГУУАМ: мета та основні напрямки співробітництва. ГУУАМ: мета основні напрямки і перспективи діяльності. Розширене обєднання держав отримало назву ГУУАМ. ГУУАМ має органічно доповнювати механізми співробітництва в регіоні.
22784. Встановлення Радянської влади в У у 1920 р. підсумки та наслідки громадянської війни 34 KB
  Влада в У; 2 розширити межа Польщі за рахунок частини Литви Білорусії й У; 3 збити розжарення социальною невдоволення польських робітників і селян переключивши їхню увагу від внутрішніх проблем на патріотичну хвилю; 4 скористатися спілкою з Петлюрою на дуже вигідних для Польщі умовах по Варшавській угоді квіт. Петлюра обіцяв Польщі В. У результаті швидкого Радянського настання було порушене співвідношення сил на користь Польщі тому що: а вторгнення на пол. територію викликала потужне національновизвольне прямування в Польщі що...