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

53433. Правописание числительных – орфография на уроках математики 10.34 MB
  Сейчас вы уже знаете что имена числительные являются словесным выражением цифр и чисел. Теоретическая разминка по русскому языку Теоретическая разминка по математике Закончить предложение: Сумма двух отрицательных чисел Сумма двух противоположных чисел равняется Если произведение чисел положительное число то множители имеют Если произведение чисел отрицательное число то множители имеют Если произведение равно нулю то Любая теория важна для практики.
53434. Интеграция на уроках музыки 42.5 KB
  Интеграция уроков музыки и развития речи обеспечивает межпредметную связь и раскрывает взаимосвязь человека и искусства. Что же такое интеграция Вот как это понятие трактуется в логическом словаресправочнике Н. Кондакова: Интеграция это объединение в целом какихлибо частей элементов.
53435. Диффузия – основа жизни 38 KB
  Однако разрозненные знания не позволяют создать целостную картину мира поэтому основная задача нашего урока показать взаимосвязь казалось бы таких разных наук как физика и биология при изучении такого распространенного явления как диффузия. Дать определения понятиям осмос и диффузия. Какой процесс имел место а тургор б диффузия в осмос 6.
53436. Обучить формулам обращения в русском и английском языке 56 KB
  Традиции употребления обращений в русском и английском языке Цель: обучить формулам обращения в русском и английском языке; Задачи: Актуализировать знания учащихся по теме Формы обращения в русском и английском языке; Продолжить ознакомление учащихся с формулами обращения в русском и английском языке; Создать условия для активизации употребления формул речевого этикета в речи учащихся; Приобщать учащихся к культуре традициям и реалиям стран родного и иностранного языков в рамках конкретной ситуации общения отвечающей опыту...
53437. Звук «р», букви Р р. Письмо великої літери «Р». Парасолька Оле Лукойє 43 KB
  Парасолька Оле Лукойє. Тип уроку: комбінований Обладнання: парасолька ілюстрація Оле Лукойє розрізані букви складові таблиці по швидко читанню демонстраційна таблиця Р р ілюстрації квітів назви квітів розсипані слова фішки настроюфарби пензлик ескізи парасольки стрічки уваги мішечок. Діти як звуть цього дідуся Оле Лукойє Навіщо дідусю парасолька щоб творити дива Урок в нас діти незвичайний Гостя радо зустрічаймо Казку слухати почнемо і дідусю доведемо Що настрій...
53438. Путешествие по карте Украины 57 KB
  Оборудование: компьютеры карта Украины фотографии с видами городов Украины. Каждый ученик при подготовке к уроку получил индивидуальное задание и задание для работы в группах проведя самостоятельную исследовательскую работу Работа по виртуальным картам Украины установленным на каждом мониторе компьютера. А знаете ли вы сколько в мире стран Около 200 Выберите правильный вариант названия страны изображённой на мониторе Италия Россия Франция Украина Польша Назовите и покажите на карте соседей Украины.
53439. Інтегрований урок з української мови та трудового навчання в 7-му класі «Кухарі-мовознавці» 53.5 KB
  Твіррозповідь про процес праці з трудового навчання Особливості приготування страв із круп Мета уроку: навчити писати твіррозповідь про процес праці; навчити готувати страви з крупів; повторити типи та стилі мовлення особливості побудови розповіді та опису; ознайомити дітей з видами крупів їхнім значенням у харчуванні людини народними традиціями повязаними із зерновими культурами з різноманітністю способів і рецептів приготування каш; допомогти учням вибрати жанр і стиль майбутнього твору; розвивати усне та писемне...
53440. Море у творчості митців 58 KB
  Тема: Море у творчості митців Мета: Показати взаємопроникнення видів мистецтва: поезії музики живопису підвести дітей до висновку що кожен митець застосовує ті засоби художньої виразносмті які йому найбільш подобаються розвивати вміння бачити музику чути картину розвивати творчу уяву; виховувати культурного слухача всебічно розвинену особистість; прищеплювати любов до мистецтва. Айвазовського репродукція картини Девятий валâ грамзапис; папір фарби текст пісні Море Ю. Вчитель музики: Вірно сьогодні ми говоритимемо та...
53441. Інтегроване навчання та міжпредметні звязки на уроках: спільне, відмінне, особливості реалізації 75.5 KB
  Зясуємо суть понять міжпредметні звязкиâ й інтеграціяâ та особливості їх впровадження в навчання учнів початкової школи. Проте згодом намітилася їх диференціація: у тих випадках коли один предмет є основним а відомості з іншого викладаються лише в допоміжній ролі з метою повторення прискорення процесу навчання чи закріплення знань умінь і навичок є підстава говорити про міжпредметні звязки. Словосполучення інтеграція навчанняâ у Педагогічному словнику тлумачиться як відбір та обєднання навчального матеріалу з різних...