книги из ГПНТБ / Крюкова Л.Н. Сверхтонкие взаимодействия в ядерной физике учеб. пособие для студентов физ. фак

ладо

Си

(рио. 46),

различаются на

величину

д Е

-

+ *,0Л

± 0,У5

к «

1 оторону больших энергий для

ju -мезоатома.

В

результате

расчета

волновой функции jx -мезоатома в

IS

состоя -

нни методом

Хартри-Фока

был определен

ядерный фактор

i t £

-

(5,8*0,?)і0\

Э н е р г и и

о з я з и

э л е к т р о н о в

Другим направлением изучения

монопольного электростати­

рона ив связанного состояния в наиболее

низкое ив

состояний,

ж которой он овободев от действия сил

притяжения

ядра.

ций

и

для

изучения

структуры

твердого

т е л а .

Оценим

порядок

изменения

энергии

связи внутреннего э л е к т ­

рона

в

результате

перестройки

внешней

оболочки атома или . поте ­

твердого

т е л а . Для

наглядности

представим

валентную

оболочку

атома в

виде

заряженной сферичѳокой поверхности радиуса R .

При удалении

одного

электрона

из валентной

оболочки

(например,

циальная энергия

электрона

уменьшается, а

энергия овязи

Есв

Со

Д*

Для

средних и

тяжелых

атомов

( d

«

Ю - ®

см)

й

£ с в составляет

ж

10

э в . К такому же

изменению

энергии связи

электрона на одно зарядовое состояние

иона,

д £ (

в

/

з а р . с о с т . ,

приводят результаты квантовомѳхани-

ческого расчета для свободного атома. Однако

эксперименталь­

ные

данные

показывают,

что

во многих

случаях

измеренная

в е л и ­

чина

д £ £

в

/ з а р . с о с я .

значительно

меньше

ожидаемой.

Напри­

мер,

в

ряде

соединений

с

кислородом

оеры

и хлора

д Е { і / s a p . с о с т .

« I

э в ,

т . е . в 10 раз меньше,чем при потере

электрона свободным атомом. Этот результат

указывает

на

т о ,

что

электроны

могут

не

полностью

удаляться

ив

окисленного а т о ­

быть почти так же велико, как если бы они оставались на

валент ­

ных орбиталях. На рис.5 приведены измеренные значения

Известно, что окисление атома сопровождается- потерей

э л е к т ­

рона.

-

22

-

A E c t

для

сѳры S

,

иода

J ,

хлора

CÇ

и

европия

£ u

в

зависимости от

зарядового

состояния

ионов. Из

их сравнения

. ,

£ U

і*

и

с

я*

применимо

представление

Си

как о

свободных ионах,

в

то

время

как для

ионов

S

,

СВ

и X

"степень

ионности"

значительно

меньше.

Рио. 5. Завноиыооть

Д Е С .

X

отварядового

н

ооогошшя

ионов о

,

« Се

t u

теристической

линии

/С

,

соответствующей

переходу

электрона о

L J ; ( -подоболочяк на

К

-оболочку,

равна

'К

се

'

~"câ»

~ш'

Электронная

спектроскопия

- исследование

внергетичоо-

них спектров

фотоэлектронов,

испускаемых вдзостгдо

образца

под

действием падающего рентгеновского нзіучвивй. Для измере­

ния

спектров

фотоэлектронов используется магвитдой jS> - с п е к т ­

рометр ( рве.

6 ) .

действием рентгеновски нучей.

В этом случае измеряется кинетическая энергия фотоэлектро­

нов

KUH

соотношения

кии

(19)

- 24

-

гдѳ

М.Ѵ -

энергия рентгеновских квантов,

(р -

работа выхода электрона из исследуемого образца,

определяют

абсолютную величину

Е_. *К Несмотря на это пре-

се

чески ѵв

применялся и з - з а более низкой точности

по сравнению

о методом

рѳнтгѳноокопии. Это связано с потерями

энергии

электронами при их прохождении через толщину образца,

приво­

дящими к

уширению фотоэлектронной линии. Поглощение жѳ

р е н т ­

геновских лучей веществом образца

не изменяет формы аппара­

турной

линии, а лишь уменьшает ее

интенсивность. В последние

10

лет

в результате создания прѳцѳэионной аппаратуры с вчоо-

кой

разрешающей способностью было

установлено,

что фотоэлект­

ронная

линия имеет сложную структуру: на правом

крае линии -

несколько э в )

обусловленный электронами, не испытавшими по ­

терь энергии

в веществе ( р и с . 7 ) .

fcjiajc

как

раоота

выхода

if> на 3 порядка меньмв величин / і ^

и

с к и и

, то

часто

ею пренебрегают.

-

25

-

Ширина узкого пика

определяется

следующими факторами: а ) е с ­

тественной

ширимой

падающего

характеристического излучения;

б) шириной

атомного

уровня,

о которого испускаются электро ­

риной входной и выходной щелей спектрометра. По положению

у в -

ких пиков кинетическая энергия электронов измеряется о

т о ч ­

ностью

~ І С Г ^ ,

т . е .

на порядок превосходящей точность опре ­

деления

£ £ в

методами

рентгеновской

споктросиопии.

Вследствие

малой

ширины узкого

пика

метод электронной

спектроскопии обладает высокой чувствительностью, т . е .

п о з в о ­

ляет обнаруживать очень малые количества

электронов,

различа ­

ющихся

по

энергиям с в я з и .

Сейчас

этот метод

раэвиваетоя

о

целью применения для

химического

анализа

веществ, изучения

поворхностных

явлений

и т . д .

В л и я н и е

« о ю

s o i )

I m

в в а и н о -

д в и о т в я і

а а

о к о р о о т »

в д і р і н х

п е р е х о д о в

Присутствие электронов в объеме ядра

должно влиять

на

в е ­

роятность

нокоторых

видов

я д ѳ р ю г о

распада,

происходящего

с

их

участием.

К таким

процессам относятся

электронный

захват

и

конверсия.

Очевидно,

вероятность

электронного з а х в а т а ,

т . е .

константа распада Л , пропорциональна плотности электронов

9.(0)

, т . е .

Л ~ | у , ( 0 ) | '

или Тт~

| ~ ^ р

.

Таким образом,

исслодуя зависимость периода полураспада

Т

от

химического

состояния веществ,

содержащих

радиоактив­

ные ядра, можно получить информацию о поведении в

них

Ц>(0) .

Если

принять

во

внимание,

что в химических

с в я з я х

участвуют,

в основном, внешние электроны атомов к

что

величина

Ç9(0)

падает приблизительно на порядок о ростом

главного

квантово ­

го числа

п.

на

единицу,

то

- 26

-

наибольших

изменений

Т .

олѳдует ожидать для лѳгкнх эле -

центов. Впервые этот

аффект

был

обнаружен для

О в

( ? 8 в

"іи.9^

Li )

в мѳталличѳоком

ооотоянии и в

соединениях

&еѲ

и S*f^

•

Оказалось,

что

в

оогласии

о существующими представлениями

о

отѳпокж ионности

атомов

Ье

в этих

вѳцѳотвах,

причем

«

І(Г* .

Для обнаружения

с эль

малых

различий

А

применяется

дифференциальный метод - регистрация разности

интеношноогей

излучений

Д Э

,

испускаемых ядрами, входящими в ооотав

различных химичеокмх ооѳдинений.

Если поотоянныв

раопада

і

двух

соединениях

различаются на

величину

Д А

,

т . е . \ *

А ,

А ,

• А •

л А ,

то

а

соответствии

о законом

радиоактивного

раопада зависимость

д 3

от времени запишется:

где J

и

- аначѳния интѳясивностей

излучений

в

то

начальный

момент временя

І « 0 .

К о ы в е р о м я

Внутренней

конверсией

-лучей называется

процѳсо,

в

-

28 -

В некоторых случаях изучение

поведения |Че(0)|

в

отруктуре

энергетических

уровней ядер

и

их квантовых х а р а к т е ­

ристиках .

Принѳрон

этого

может служить

ядро

NS

, образую-

щееся при

раопадѳ

ПО

( с м . р и с . 8 а

) .

Результаты

спектроско ­

пических

исследований

NÔ (измерение

времени

жизни возбуж­

ного захвата и мультипольностѳй

-переходов) приводит к про­

тиворечивым выводам о

спинах и

чотносгях трех нижних эн<|)гети-

ч ских состояний этого

,ідра.

во

250

ЕЗ

122,

Т

*

24 ічсвк

122

Е2

(в,

9Т/Г777ГГГГ777Т7?

• so

N6

Р и с 8 a .

Предполагаемая

ранее охема уровней "/Ѵ б

Измерение

интенсивности

^" -излучения о эіиргиѳй 122 Кав

в функции времени

показало,

что она зависит

от

состава

вещест­

во

в а ,

содержащего ядра

N6 .

В частности,

било

обнаружено, что

для

металлического

N6

« флюорида комплекса

HN0-HF

о т -

ных уровней,

отличающихся по энергии на величину <У < 2 яьа

( с и . р и с . 86 ) .

в о

(0,1)*-

380*5

122+&

Т-Мнсік

(6,7)*"

122

'

АЛ

Р и с 8 6 .

Уточненная

схема уровней

N6

Влияние химичѳског.

окружения

на период полураспада верх ­

него члена дублета (122

+ А к а в ) ,

разряжающегося сильнокон-

нию постоянной распада'

Л

, характеризующей спадание

интен­

сивности jr -излучения

о энергией 122

кав. Предположение о д о ­

полнительном энергетическом

состоянии

N6

разрешило

сущест­

вующие противоречия в охемѳ

уровней этого

я д р а .