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 з’являється 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

72907. Сіткове планування та календарний графік 111 KB
  Основна мета структурного планування полягає в описі складу і взаємозв'язку технологічних операцій, які потрібно виконати для реалізації проекту. У теорії сіткового планування такі операції називаються роботами або завданнями. Крім того, на даному кроці потрібно визначити (або хоч би заздалегідь оцінити) тривалості робіт
72909. Подростковая преступность как проблема современного общества 107.5 KB
  Данная работа рассматривает проблему современности - преступности несовершеннолетних. Выделим основные понятия, которыми будем оперировать в работе. Преступлением считается предусмотренное уголовным законом конкретное общественно опасное деяние (действие или бездействие), посягающее на общественное...
72910. Семья в профилактике и преодолении алкоголизации и курения подростков 196 KB
  Профилактик алкоголизации и курения у подростков в семье как педагогическая проблема Алкоголизм и курение подростков в современности Вредные привычки и современные девушки Вред алкоголя и курения на организм подростков Кто они подростки Роль семейного воспитания в профилактике алкоголизации и курения...
72911. Причины подростковой преступности 63 KB
  Изучение причин подростковой преступности которая была всегда актуальной в настоящее время приобрела особую значимость. Проблема преступности остаются всегда актуальными для рассмотрения даже не смотря на изменчивость мира.
72913. Социально-психологическая адаптация студентов с различной саморегуляцией поведения 540.38 KB
  Важнейшим социальным требованием к высшим учебным заведениям является ориентация образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы профессиональных знаний, но и на развитие его личности, познавательных и созидательных способностей, успешной социализации в обществе и активной адаптации на рынке труда.
72914. Методика расчета объемного гидропривода возвратно-поступательного перемещения (с гидроцилиндром) 2.39 MB
  Предварительный расчет давления в объемном гидроприводе и определении объема насоса. Значения номинального рном допускаемого при работе без ограничения по времени и максимального рмакс давлений которыми обычно задаются исходя из номенклатуры выпускаемых гидроустройств насоса...