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

Рис. 23. Зависимость сечения ЯРР от параметра торможения атомов и 0 С е в среде источника.

лись калибровочные кривые, по которым можно было кор­

ний для одной серии измерений показаны на рисунке 43, б. В результате проведенных измерений и расчетов среднее сечение ЯРР а Э К С п оказалось равным (1,31 ±0,28)-

• 10~2 6 см2. Это значение соответствует параметру торможе­

диусов взаимодействия атомов Са, Си и Sr использовались результаты экспериментов, проведенных в лаборатории, по исследованию ядерного резонансного рассеяния на этих элементах [94—96]. Данные, полученные с калиевым и никелевым источниками, обрабатывались в последователь­ ности, описанной выше для алюминия, так как схема рас­ пада этих изотопов подобна распаду 2 8 А1 и сечение ЯРР зависит только от времени жизни первого возбужденного

[95], для 4 2 Са х рассчитано как среднее из опубликованных экспериментальных данных [91]. Результаты измерений сечения резонансного рассеяния и расчетов соответствую­ щих им параметров торможения приведены в таблице 5. Определение эффективного радиуса взаимодействия ато­ мов 8 8 S r в водной среде из сечения резонансного рассеяния требует некоторой осторожности, так как схема распада 8 8 Rb—>-8 8 Sr, Tw, = 1 7 , 8 мин. (рис. 24) довольно слож­ ная [97].

Чв5Ч

• ЧВЧ5

Ч1Ч5

4513

• ЧЧ1Ч

I • 3635

•3488

7620-

36 *Г50

Рис. 24. Схема распада 8 8 Rb—>-8 8 Sr.

талкивания, действующий между ядрами с зарядами z\ и 22 [99],

где а — экранирующий кулоновский статистический фак­ тор:

о

а0 = 0,529 А •— боровский радиус; е — величина электрон­ ного заряда.

На больших межъядерных расстояниях оправдывает себя предложенный О. Б. Фирсовым приближенный обоб­ щенный потенциал, основанный на статистической теории атома Томаса — Ферми (ТФ) [100, 101], позволяющий по­ лучить функцию взаимодействия между атомами числен­ ным путем. Для этого введен масштабный фактор

* = ( 1 / г 7 + \ST2Y5 Я/а, а = 0,8853с0 .

Тогда

где %{х) — функция экранирования Томаса — Ферми. По статистической модели Томаса — Ферми учитывается только электростатическое взаимодействие между электро­ нами. Электронный обмен, обменное взаимодействие меж­ ду электронами с антипараллельными спинами и прочие виды взаимодействия игнорируются. Поэтому электрон­ ная плотность р убывает очень медленно с увеличением радиального расстояния от атомного центра [102] (рис. 26). Однако в случае положительных ионов по модели Тома­ са — Ферми плотность электронов не простирается до бес­ конечности, постепенно спадая, а исчезает при некотором значении г0 , оставаясь далее равной нулю (рис. 27). По­ этому применение ионной модели Томаса — Ферми для описания свойств ионов более благоприятно, чем для нейтральных атомов. Так, использование потенциала Фир-

сова при взаимодействии ионов дает хорошие результаты^ В частности, Лейн и Эверхарт [103] по методике Фирсова обрабатывали результаты экспериментов по рассеянию

Рис. 26. Плотность распределения электронов для моделей атома Томаса—Ферми (ТФ), Тома­ са—Ферми—Дирака (ТФД) и квантово-механиче- ской (КМ).

высокоэнергетичных ионов на атомах. С таким же успе­ хом этот потенциал применял Н. В. Федоренко [104], иссле­ дуя ионизацию при столкновении ионов с атомами.

Рис. 27. Плотность распреде­ ления электронов в случае положительных ионов для мо­ дели ТФ (сплошная линия) и квантово-механической (пунк­

тирная).

Линдхард и Шарфф [105] использовали функцию типа Томаса — Ферми при исследовании взаимодействия низкоэнергетичных ионов с атомами. Применяя обобщенный: ТФ-потенциал

функция радиального расстояния, измеренного из центра

ду однородными и разнородными парами атомов бла­ городных газов, начиная от Не и кончая Rn, на межъядер­ ных расстояниях R от 0,01 do до 8,0 ао. Для всех пар рас­ чет хорошо согласуется с экспериментальными результа­ тами.

В рассмотренных работах с применением теоретиче­ ских потенциалов объектами исследования служили либо газообразные, либо твердые вещества. Нами была пред­ принята попытка определить вид потенциала, наиболее достоверно отражающий характер взаимодействия атомов в жидких веществах, а именно в водных раство­ рах солей и щелочей ме­ таллов-источников. Ис­ следовались три потен­ циала : потенциал Фирсова (ТФФ), Абрагамсона (ТФД) и боровский потен­ циал отталкивания. Как следует из формул (51)— (54), эти потенциалы опи­ сывают взаимодействия между ядрами с заряда-