книги из ГПНТБ / Каипов Д.К. Ядерный гамма-резонанс и атомные столкновения

нии с энергией, большей, чем исследуемая, измерения и обработка получаемых экспериментальных данных значи­

вызывают ряд трудностей при измерении эффекта. Иной вид имеют спектры, снятые с помощью Се(Ы)-спектромет- ра (рис. 48, 49, табл. 12).

Экспериментальные данные обрабатывались по мето­ дике сравнительных измерений выхода резонансного рас­

Іп(гТОз),з в воде. Облучение в течение 5 мин обеспечивало активность порядка 1 кюри. Отношение интенсивностей рассеянного излучения для твердого и жидкого источни­ ков, оказалось равным Р ТЪ(ЕР)/РЖ(ЕР ) = 1. Для определе­ ния параметра торможения эта величина сравнивалась с теоретически рассчитанным ослаблением резонансного эффекта в зависимости от времени жизни как первого, так и вышележащих возбужденных состояний. Время жизни

2390,6 кэв уровня (каскад (3(1000), Y2 (1100), yi(1293)) было получено нами ранее — т = (4±2) - 10~ 1 3 сек [129].

Потеря же на отдачу при излучении резонансных квантов

составляет 7,8 эв, т. е. участвовать в резонансе могут толь­

•у-марганцу, каждый его атом окружен четырьмя атомами

Однако и в этом случае сохраняется окружение из 12 ато-

о

мов со средним межъядерным расстоянием Д м / Я =3,251 А . Это позволяет использовать данные, полученные для I n , для установления общих закономерностей процесса тор­ можения медленных атомов в металлической среде.

получены ясно выраженные фотопики для резонансных 1370 ^-квантов как для жидкого (NaOH в воде), так и для металлического (Na) источников (рис. 52, 53). В качестве резонансного рассеивателя применялся металлический магний, содержание в котором 2 4 M g составляло 78,7% . Для нерезонансного рассеивателя был взят металлический алюминий. В связи с тем, что для получения достаточных активностей время облучения изотопа 2 3 N a (Т к =15,05 час) выбрано равным 4 час, полиэтиленовые пеналы были заменены магниевыми, поскольку полиэтилен неустойчив к длительному облучению. Применение магниевого челно­ ка в данном случае оправдано тем, что энергия исследуе-

лучаемая активность источников была равна ~ 1 кюри. Длительность измерений с обоими рассеивателями состав­ ляла 1 час. Для компенсации влияния распада источника на результат измерения порядок смены рассеивателей че­ редовался.

Из экспериментальных данных получено значение от­ ношения Р т в 0 ',/Рж (£р ) = 1,5. Влияние торможения ядер отдачи на выход резонансного рассеяния рассчитывалось нами для широкого интервала разумных величин времени жизни второго возбужденного уровня %2 [75]. Как оказа­ лось, из-за положения резонансной линии в микроспектре величина .сечения резонансного рассеяния почти не зави-

сит от значения т2 . Ядра магния, получая отдачу от излу­ чения 2759 кэв у-квантов, движутся с энергией # о ~ « 168 эв. Из экспериментального отношения выходов ЯРР для твердого и жидкого источников параметр торможения

о і 2 s ч 5 6 і в 9 W U Я И

Рис. 54. Зависимость ЯРР от параметра тормо­ жения атомов отдачи 2 4 Mg в конденсированной среде.

о

этих ядер в металлической среде получается равным 9 А (рис. 54). Известно, что кристаллическая решетка N a пред­ ставляет собой объемноцентрированный куб с Л м / Я =

о

= 3,716 А . Таким образом, величина Ь э ф ф в этом случае более чем в два раза превышает значение межъядерных расстояний в металлическом натрии.

Обсуждение результатов

Для обобщения экспериментальных данных, описан­ ных в предыдущих параграфах, сведем в таблицу 13 основные характеристики процесса ядерного резонансного рассеяния исследуемых у-квантов и кристаллических ре­ шеток металлов источников. Параметры торможения для металлических Mg и Си взяты из результатов обработки

Таблица 13

Зависимость параметров торможения атомов от межъядерных расстояний в металлах

также измеренных в нашей лаборатории [113, 114]. Значе­ ния времени жизни соответствующих возбужденных уров­ ней находили усреднением опубликованных эксперимен­ тальных данных [91].

Как следует из таблицы 13, между параметром тормо­ жения ядер отдачи и средним межъядерным расстоянием, характеризующим данный металл, наблюдается ясно вы­ раженная корреляция. Эта зависимость представлена на рисунке 55, где нанесены также результаты обработки экспериментальных данных, полученных другими автора­ ми. Ядерное v-резонансное рассеяние с металлическими источниками измерялось Каммингом [61] для 6 3 Си, Офером и Шварцшильдом [56] для 2 8 А1 и 5 2 V , а также Калусом [69, 70] для 5 2 V и 1 5 2 Еи. Данные об 2 8 А1 и 5 2 V [56] в преде­ лах ошибок совпадают с нашими. При исследовании 6 3 Си параметр торможения определялся по относительным вы­

ру торможения в металлическом источнике, равному

о

10,18 А . Как и следовало ожидать (рис. 55), большая ве­ личина межъядерного расстояния в объемноцентрирован-

о

ной кубической решетке европия (Дм /Я = 3,998 А ) приво­ дит к увеличению значения L по сравнению с водным раствором ЕиС1з-6НгО.

РИС. 55. Зависимость параметров торможения атомов отдачи от межьядерных расстояний в металлах. 1 — результаты настоящей работы; 2 — данные других авторов.

Из полученных нами результатов интересной оказа­ лась зависимость величины параметра торможения от за­ ряда атомов отдачи. Изменение L от элемента к элементу повторяет периодичность кривых грамм-атомных объемов в функции заряда (рис. 56), данных еще Лотаром Мейером [130]. Это обстоятельство указывает на то, что в атомных столкновениях в металлах при низких энергиях основную роль играет размер электронной оболочки атомов.

В настоящее время известно много физических вели­ чин, изменяющихся от заряда подобным образом. Напри­ мер, коэффициенты сжимаемости и расширения, электро-

может быть объяснен только одними парными взаимодей­ ствиями, как это делалось, например, в случае жидкостей при интерпретации изменения эффективного радиуса взаи­ модействия от заряда атомов отдачи и, вероятно, требует для своего пояснения привлечения теории многочастично­ го взаимодействия.

Кроме того, обращает на себя внимание слабая зависимость тор­ можения атомов отдачи от величи­ ны их начальной скорости. Дейст­ вительно, максимальная началь­

отрыва атомов из узлов кристаллической решетки (Ей—

на выход ЯРР при малых энергиях (<15 эв) на основе де~ баевской модели твердого тела. Считается, что атом полу­

с( и о т Д )• Замедление атомов связывается с затуханием ко­

лебаний гармонических осцилляторов.

При расчете изменения сечения ядерного у-резонанс- ного рассеяния, обусловленного взаимодействием атомов отдачи с атомами металлов, принималось, что атомы отда­ чи свободные и изменение скорости в зависимости от вре­ мени и начальной скорости v(vo, t) описывается законом непрерывных упругих столкновений (25). Такой подход