ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткое заключение к гл из "Введение в ядерную физику " До сих пор при рассмотрении различных энергетических состояний атомного ядра мы приписывали им вполне определенные значения энергии. Однако это не совсем верно. [c.175] Чем быстрее происходит высвечивание возбужденного состояния, тем больше неопределенность в значении энергии возбужденного оо стояния. Только основное состояние стабильного ядра имеет АЕ — О и, следовательно, характеризуется строго определенным значением энергии. [c.176] В принципе обнаружить изменение энергии на величину, равную естественной ширине линии излучения, можно при помощи резонансного поглощения -у-лучей. Резонансным поглощением -у-лучей называется процесс возбуждения ядра под действием уквантов, испускаемых этими ядрами при обратных переходах из данного возбужденного состояния в основное. [c.176] Процесс резонансного поглощения можно сравнительно легко наблюдать экспериментально, изучая прохождение резонансных у-лучей через пластинку из данного вещества. При совпадении энергии у-лучей с энергией перехода поглощение резко возрастает, что позволяет заметить очень небольшие изменения энергии вблизи резонансного значения. Однако до последнего времени этот метод можно бн по использовать только при достаточно больших ширинах линий. [c.176] В связи с этим процесс резонансного поглощения -лучей в рассматриваемом случае может идти только для чрезвычайно малого количества -квантов за счет перекрытия линий испускания и поглощения (заштрихованная область на рис. 61, а). [c.177] В 1958 г. немецкий физик Мёссбауэр предложил метод резкого уменьшения энергии отдачи Гд как при испускании, так и при поглощении улучей. Идеей метода является использование излучающих и поглощающих ядер в связанном виде, т. е. в составе кристаллических решеток. В этом случае при определенных условиях (достаточно малая энергия перехода и низкая температура по сравнению с дебаевской температурой кристалла) становятся возможными ядерные переходы без изменения энергетического состояния кристалла, т. е. с передачей энергии отдачи упругим образом всему кристаллу в целом. Так как масса кристалла много больше массы ядра, тс в соответствии с формулой (11.14) потери на отдачу становятся чрезвычайно малыми и процессы испускания и поглощения могут происходить практически без отдачи . [c.178] В первом опыте подтверждение эффекта резонансного поглощения было получено по уменьшению пропускания (т. е. доли прошедших -у-квантов) при охлаждении излучателя и поглотителя, изготовленных из 1г . Во втором опыте Мёссбауэра было количественно доказано, что линии испускания и поглощения, соответствующие переходу с энергией 129 кэв в ядре Iг , имеют естественную ширину Г = 4,6-10 эв и полностью совпадают по величине энергии (сдвиг равен нулю). [c.178] Схема опыта Мёссбауэра изображена на рис. 61,6. Здесь И — источник у-излучения Гг с энергией 12 9 кэв, П — иридиевый поглотитель, Д — детектор. Источник и поглотитель были помещены в криостаты и Кг, в которых поддерживалась температура Т = 88° К. Криостат /Сг с источником мог вращаться. При вращении его в одну сторону источник приближался к поглотителю с некоторой скоростью v, а при вращении в другую сторону удалялся от него с той же скоростью. [c.178] В опыте измерялось поглощение у учей при различных скоростях источника. Результаты опыта приведены на рис. 61, в. [c.178] Здесь по оси абсцисс отложена относительная скорость v источника и поглотителя и соответствующее ей изменение энергии АЕ испускаемых -квантов (из-за эффекта Допплера). По оси ординат отложена относительная разность интенсивности у-излуче-ния, проходящего через иридиевый и платиновый (для оценки фона) поглотители одинаковой толщины. Из рисунка видно, что резонанс нарушается уже при скоростях в несколько сантиметров в секунду, которые соответствуют допплеровскому изменению энергии -квантов на величину, меньшую 10- эв. Отсюда следует, что в опыте действительно наблюдалась линия без отдачи с естественной шириной -у-иерехода, равной Г 5 эв. [c.179] Высокая степень точности измерения изменения энергии методом резонансного поглощения -у-лучей без отдачи позволяет использовать этот метод для обнаружения и изучения весьма тонких эффектов, апример для определения магнитных диполь-ных и электрических квадрупольных моментов возбужденных состояний ядер, для исследования влияния электронных оболочек на энергию ядерных уровней. В 1960 г. Паунд и Ребка использовали резонансное поглощение у-лучей без отдачи в Fe для измерения в лабораторных условиях гравитационного смещения частоты фотонов, предсказываемого в общей теории относительности Эйнштейна. Эффект удалось обнаружить при удалении источника от поглотителя (по высоте) всего на 21 м. [c.179] II рассмотрены основные законы радиоактивности, а-раслад, р-распад и Y-излучение ядер, а также внутренняя конверсия электронов, ядерная изомерия и эффект Мёссбауэра. [c.180] Теория а-распада связывает между собой кинетическую энергию -частиц Та, постоянную распада X, радиус ядра R и его заряд Z. [c.180] АЕе = Мд(А, Z) +те — Мц(А, 2—1) с2 0. Для некоторых ядер могут одновременно выполняться все три условия. Энергия р-распада меняется в пределах (0,018 -ь 16,6) Мэе, а периоды полураспада — в пределах от 10 сек до 2- 10 лет. [c.181] Электроны (позитроны), испускаемые при р-распаде, не содержатся в ядре, а возникают непосредственно в момент р-распада. [c.181] Если наименьшее значение I достаточно велико (i = 4), а АЕ мало, то возбужденное состояние ядра отличается большим временем жизни (метастабильное состояние). Ядро, находящееся в метастабильном состоянии, называется изомером данного ядра. Изомерия может приводить к существованию у одного и того же ядра нескольких периодов р-распада. Ядра-изомеры сосредоточены в определенных областях изменения Z (или N), образуя острова изомерии. [c.182] Кроме -у-излучения энергия возбуждения ядра может пойти на испускание электронов внутренней конверсии (обычно с К-оболочки). Этот процесс сопровождается испусканием характеристического рентгеновского излучения и электронов Оже. [c.182] Вернуться к основной статье