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

0 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

1210. Программа реализующая цветное движущееся изображение: фейерверк 42 KB
  Разработать программу, реализующую цветное движущееся изображение: фейерверк. В двух вариантах: для DOS и Win9x. Графический вывод в программе для Win9x был реализован через DirectDraw.
1211. Допоможемо Лісовичку 35 KB
  Закріпити знання цифр від 1 до 5, вміння порівнювати множини. Вчити дітей думати, розв’язувати проблемні ситуації, знаходити правильну відповідь, розвивати логічне мислення, виховувати дбайливе ставлення до природи.
1212. Информационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности 7.34 MB
  Основные приемы работы с проводником операционной системы Windows. Основные приемы работы с текстовым редактором MS WORD. Форматирование списков. Проверка орфографии, грамматики. Создание презентаций в среде Microsoft PowerPoint. Редактор векторной графики CorelDraw. Работа в глобальной вычислительной сети Internet.
1213. Проектирование судна грузоподъемностью 3600 тонн 4.2 MB
  Анализ условий плавания проектируемого судна. Практика мирового судостроения. Водный путь Балтика - Чёрное море. Минимальные гарантированные габариты судового хода на Волго-Балтийском водном пути (в метрах). Таблица проектных уровней по опорным водомерным постам. Характеристики гидроузлов.
1214. Математическое моделирование в экономике 5.65 MB
  Микроэкономический и макроэкономический подход в моделировании. Модели закрытой и открытой экономики. Интенсивность естественного процесса воспроизводства трудовых ресурсов. Процедура вывода основного уравнения модели. Материализованный технический прогресс в модели Солоу. Стохастическое моделирование финансовых потоков. Мониторинг динамики финансового ресурса коммерческого банка.
1215. Теоретическая схемотехника 3 MB
  Приставки для образования кратных и дольных единиц измерения. Теорема об эквивалентном преобразовании источников (генераторов). RC-цепи: изменения во времени напряжения и тока. Использование эмиттерных повторителей в качестве стабилизаторов напряжения. Улучшенная модель транзистора: усилитель с передаточной проводимостью. Простая логическая схема на транзисторах и диодах.
1216. Железнодорожный транспорт и работа в его сфере 2.37 MB
  Общий курс железных дорог. Сооружения и устройства путевого хозяйства. Движение поездов. Подвижной состав и его содержание. Устройство и эксплуатация механического оборудования пассажирских вагонов. Меры для предотвращения заклинивания колесных пар. Санитарно - техническое оборудование. Комбинированный кипятильник непрерывного действия. ПТЭ, инструкции и безопасность движения.
1217. Внутренние трубопроводы и канализация 191.5 KB
  Производство, передача и распределение электроэнергии. Деятельность по обеспечению работоспособности котельных. Внутренний водопровод здания. Система канализации здания. Дневник прохождения практики. Временное устранение канализационной течи или течи из под резьбы. Замена сифона под умывальником в детском саду.
1218. Базы данных 1.62 MB
  Проектирование однотабличной базы данных. Создание и использование фильтров. Создание многотабличной базы данных. Установление взаимосвязей между таблицами. Создание экранной формы. Создание элементов управления на форме. Создание главной кнопочной формы. Создание отчета. Создание подчиненного отчета. Вычисления в отчетах. Создание и управление базой данных с помощью SQL – операторов.