border=0

Nuclear gamma resonânsje

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

De kearnenergie wurdt kwantearre. Wannear't de kearn fanút de opstannige steat nei de grûnstân giet, wurdt it útjûn -quantry mei enerzjy . De meast probabele wearde fan dizze enerzjy foar in ferdwaan swiere frije nucleus is lyk oan it ferskil fan 'e energijen fan' e grûn en oprjochte steaten: . It opheven proses komt oerien mei de oplossing fan in g-kwantum mei in enerzjy dy't tichtby is .

Wannear in set fan identike kearnen op itselde nivo begeare is, dan sil de enerzjy fan 'e emittende quanta troch in bepaalde fersprieding om de gemiddelde wearde karakterisearje .

Figure 1.13 In diagram wêrby't quantum-transysjes mei emiaasje en absorption fan elektromagnetyske quanta (a) en it type emi-en absorptionskines yn optyske (b) en kearn (c) gefallen sjen.

De kontrôle fan 'e oplossingline wurdt beskreaun troch deselde relaasje as de kontrôle fan' e emissionsline (1.13). It is dúdlik dat it effekt fan resonante oplossing fan elektromagnetyske strieling yn it optyske berik, as optyske quanta útstjoerd wurdt yn 'e oergong fan elektronen fan eksoatyske atomen nei de ûnderlizzende elektroanen nivo's, resonant opnommen troch in substân mei atomen fan deselde soarte. It fenomeen fan statyske resonante-oplossing wurdt goed beoardield, bygelyks op natriumdapor.

Spitigernôch wurdt it fenomeen fan resonante nukleêre opbou op frije nuclei net beoefene. De reden is dat it model fan swiere nuclei (atomen), as de enerzjyferlies foar de weromreis yn relaasje nei lyts, handich oant optyske resonânsje en folslein net te brûken foar kearn. Gamma quanta útstjoerd yn kearntransjes hawwe in signifikant hegere enerzjinten - en hûnderten kev (ferlike mei ferskate tsien eV foar quanta fan 'e sichtbere regio). Mei fergelykbere wearden fan 'e libbensjierren en, nei alle gedachten, dichtje wearden fan' e natuerlike breedte fan 'e elektroanyske en nukleêre nivo's yn' e nuklearmedokters, spilet de rekken enerzjy in folle wichtiger rol yn emisje en absorption:

, (1.13)

wêr - de weromkommende momint fan 'e kearn is lykwols lykwols lykwols oan' e oandriuwing fan 'e ympuls -quanta, m is de massa fan de kearn (atoom).

Dêrom, yn it optysk gefal en resonânsje op frije nuclei wurdt net beoardield (sjoch figuer 1.13 b en c).

Rudolf Mossbauer studearret absorption Quanta emittearre troch it isotop Ir, yn kristal Ik ûntdekt, yn tsjinstelling ta de foarsizzings fan 'e klassike teory, in ferheging fan fersprieding -quanta by lege temperatueren (T≈77K). Hy liet sjen dat de befeilige effekt ferbûn is mei resonant-oplossing -quanta-kearnen fan atomen Ir en joech in ferklearring fan syn natuer.

By eksperiminten oer it Mössbauer-effekt, wurde net de emissions (of absorption) linen sels bepaald, mar de resonance-absorptionskurven (Mössbauer spectra) wurde mjitten. De unike tapassingen fan 'e nukleêre gamma-resonante-metoade yn' e chemie en fêststaze fysika binne oan it feit dat de breedte fan 'e komponinten fan it Mössbauer-spektrum fan yndividuele resonânsjelinen minder is as de enerzjy fan' e magnetyske en elektrysk ynteraksjes fan 'e kearn mei de omlizzende elektroanen. It Mössbauer-effekt is in effektive metoade foar it ûndersykjen fan in breed oanbod fan ferskynsels dy't ynfloed hawwe op dizze ynteraksjes.

It ienfâldichste regeling foar it beoardieljen fan 'e Mössbauer-effekt yn' e transmissionsgeometry befettet in boarne, in absorber (in dûnte probleem fan it materiaal ûnder studie) en in g-raydetektor (ôfbylding 1.14).

Fig. 1.14 Scheme fan it eksperiment fan Mössbauer: 1- elektodynamyske fiedselferiening dy't ferskillende wearden oanpasse source speed; 2 - Mössbauer boarne; 3 - absorber mei nuklei fan it Mössbauer isotop; 4 - Detektor fan g-quanta wurdt troch de absorber trochjûn (meast proporreare counter of photomultiplier).

Boarne fan - rjochting moat bepaalde eigenskippen hawwe: hawwe in grutte heale libben fan 'e kearn, yn' t gefal fan 'e ferfal, dêr't in kearn fan in resonant isotop is yn in begeare steat. De enerzjy fan 'e transversaasje fan' e Mössbauer moat relatyf lyts wêze (sadat de opheffel enerzjy net de enerzjy nedich is foar it ferpleatse fan it atoom en de plaat), de emissionsline is smol (dit makket hege resolúsje) en de problemen fan net-eftergrûnstraasje is grut. De boarne fan g-quanta wurdt it meast foarkommen troch it ynstellen fan it Mössbauer isotop yn 'e metaalmatrix troch dûbele ferlies. It matrixmaterial moat ding of paramagnetysk wêze (magnetyske splitsing fan nukleêre nivo's wurdt útsletten).

Dûnse samples yn de foarm fan foil of puders wurde brûkt as absorbers. By it bepalen fan de needsaaklike problemen dikte moat de problemen fan 'e Mössbauer-effekt rekken holden wurde (foar pure izer is de optimale dikke ~ 20 μm). De optimale dikte is it gefolch fan in kompromis tusken de needsaak om te wurkjen mei in dünne absorber en in heech absorbeffekt. Foar registraasje -quanta troch de probleem, de meast brûkte sintintalisaasje en de partikuliere konteners.

It krijen fan in resonance-absorptyfespektrum (of it Mössbauer-spektrum) betsjuttet in feroaring yn 'e resonânsje-betingsten, wêrmei it nedich is om de enerzjy te modulearjen -quanta. De op dit stuit brûkt modulaasjemetoade is basearre op de Doppler-effekt (meastal is de beweging fan de boarne fan g-quanta relatyf oan de absorber ynsteld).

De g-kwantum enerzjy troch it Doppler-effekt feroaret troch

ΔE = , (1.14)

wêr - de absolute wearde fan de snelheid fan 'e boarne yn relaasje ta de absorber; c is de snelheid fan ljocht yn fakuüm; - de hoeke tusken de rjochting fan beweging fan 'e boarne en de rjochting fan emission fan r-quanta.

Sûnt yn 'e eksperiment is de hoeke nimt mar twa wearden = 0 en dan ΔE = (in positive tekoart is in konverginsje, en in negatyf - foar it fuortheljen fan de boarne fan de absorber).

By it ûntbrekken fan resonânsje, bygelyks as yn 'e absorber gjin kearn fan' e resonante isotop is of as de Doppler-snelheid tige heech is ( dat komt oerien mei de ferneatiging fan 'e resonânsje troch te folle enerzjyferoaring quantum), it maksimale part fan de útstrieling yn 'e rjochting fan' e absorber, falt yn 'e detector dy't efter him leit. It sinjaal fan de detector wurdt ferheven, en de pulses fan 'e yndividu Quinten wurde opnaam troch de analyze. Meartal registrearje it nûmer -quanta foar deselde intervallen by ferskillende . Yn 't gefal fan resonânsje wurde r-quanta opnommen en werstrukturearre troch de absorber yn willekeurige rjochtingen (ôfbylding 1.14). It oanpart fan de radiation dy't de detector yntrekt, nimt ôf.

Yn it eksperimint fan Mössbauer is de ôfhinging fan de yntensiteit fan strieling troch de absorber (it oantal pulses, registrearre troch de detector), oer de relativo fan de boarne . De oplossingseffekt wurdt bepaald troch it ferhâlding

, (1.15)

wêr - it tal r-quanta registrearre troch de detector foar in beskate tiid by de wearde fan de Doppler-snelheid (yn it eksperimint mei in diskrete set fan snelheid ); - itselde mei as resonance-absorptie ôfwêzich is. Dependenzen en se set de foarm fan de resonance-absorptionskurve fan 'e leger en izerbeheardingen, lizze binnen ± 10 mm / s.

De problemen fan 'e Mössbauer-effekt wurdt bepaald troch it phonon-spektrum fan' e kristallen. Yn 'e regio fan leechte temperatueren ( ) de probabiliteit berikket wearden tichtby ienheid, en yn 'e regio fan hege ( ) is se tige lyts. Alle oare saken binne lykwichtlik, de probleemens fan lûdlessen oplossing en emisjen is grutter yn kristallen mei in hege Debye-temperatuer (dit bepaalt de hurdens fan 'e interatomale bondel).

De probabiliteit fan 'e effekt is bepaald troch it spektrum fan elastyske oscillaasjes fan atomen yn' e kristallklitter. De line fan Mössbauer is yntinsyf as de amplitude fan atomyske oscillaasjes lyts is yn fergeliking mei de wavelength fan r-quanta, d. by lege temperatueren. Yn dit gefal bestiet it emissions- en absorptyfekspektrum út in smelle resonânsje-line (besfonny-prosessen) en in brede komponint, troch de feroaring yn 'e swakke steat fan' e giel by emissy en opnoaring fan r-quanta (de breedte fan 'e lêst troch seis oarder fan grutter as de breedte fan' e resonânsjeline).

De anisotropy fan 'e ynteratomyske bonding yn' e klaviers bepaalt de anisotropy fan 'e amplitude fan atoomyske swibbelingen en, dêrmei, de ferskate problemen fan net-absorption yn ferskate kristallografyske rjochtingen. Foar inkele kristallen kinne net allinich mar gemiddelde, mar ek winkele ôfhinklikens kinne op dizze manier mjitten wurde.

Yn 'e dûnser-absorberapprozess is de problemen fan besfonny-transysjes proportional te wêzen mei it gebiet ûnder de resonance-absorptionskurve.

Nuklear gamma-resonânsje kin brûkt wurde om de vibale eigenskippen fan in riem fan in fêste of ûnreplikat atom te studearjen yn dit giel. De meast handige eksperimintale parameter yn dit gefal is it gebiet fan it spektrum S, om't it in yntegraal karakteristyk is en net ôfhinklik fan de foarm fan it emisktyfrum fan resonante quanta en sels-absorption yn 'e boarne. Dit gebiet is bewarre as it spektrum dielt wurdt yn ferskate komponinten as gefolch fan hyperfine ynteraksjes.

It ienfâldichste resonant-absorptyfespektrum fan in dûnse absorber is in ienige line fan Lorentz-foarm. De yntensiteit fan strieling troch de absorber is minimal by de oplossing maksimum.

As foarbyld yn fig. 1.15 lit de Mössbauer-spektra's fan reinere izer sjen.

Fig. 1.15 Mössbauer spektra's fan rein izer.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Fysiko-gemyske basis foar de bou fan biosensors basearre op cantilevers

Sensoren en mikroaktuators basearre op MEMS-technology

It gebrûk fan gaos yn ynformaasjebedriuwen

Starke effekt

Fergelykbere eigenskippen fan 'e analytyske mooglikheden fan ferskate soarten immunosensors

Methods foar it ûndersyk fan nanomaterialen en nanostruktueren

De fysike fundamentale fan Auger spektroskopy en neutronbefrakking

Ynlieding

It probleem fan it meitsjen fan keunstmjittige neuron-like mjittingen

Fysike fundamentals fan fêste state fan nanoelektronika

Electromechanical memory.

Werom nei ynhâldsopjefte: Moderne fûnemintele en tapastlike ûndersyk yn ynstruminten

Views: 4555

11.45.9.33 © edudocs.fun is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .