Введение в ядерную физику / Лекции / Введение в ядерную физику_10_2_2023
.pdf
Примеры:
•Электромагнитный переход 2+ 0+ происходит с излучениемкванта с мультипольностью l =2. Четность излучаемого кванта равна +1,т.е. это (-1) 2. Следовательно, это Е2 (электрическое квадрупольное) излучение
1 |
1 |
|
2 |
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
E1 |
М1 |
|
|
Е2 |
|
|
М 2 |
|
0 |
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
11
Вероятности перехода
•= 2 2
• |
M = |
|
|
матричный элемент , |
|
плотность состояний |
||
|
||||||||
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
• |
|
|
для электрических переходов |
|
||||
|
|
|
||||||
|
|
2 +2 |
|
|
|
|
||
• |
|
|
для магнитных переходов |
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т.е электрические переходы более вероятны при одном
|
|
|
|
2 |
|
2 |
• |
|
|
|
= |
|
102 ÷ 103 для ядер А~100 |
|
|
/ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
12
Скорости гамма переходов в ядре А=100
рассчитанные S.A.Moszkowski (1965 г.)
•Ву Ц. С., Мошковский С. А. Бета-распад. — М.: Атомиздат, 1970. — 397 с.
1)Вероятности испускания или поглощения электрических фотонов выше , чем магнитных
2)Чем выше мультипольность l излучения, тем менее вероятен - переход
Если правилами отбора разрешено поглощение (испускание) |
фотоновлюбого типаи |
мультипольности, то при вероятности их поглощения |
(испускания) будут |
падать в следующей последовательности: |
|
Е1 
М1, Е2 
М2, Е3 
М3, Е4 
М4, Е5 
...
Пример. Гамма изучение при распаде 24Na
На вероятность распада влияет
1124 Na 1224 Mg е 
4+ 5,5МэВ
0
4+ 4,15МэВ
E41 E2
2 1,35МэВ
E2
0+ 0 МэВ
Каскадное излучение E2
гамма квантов более вероятно
E4 переход 4+ в 0+ практически не наблюдается
В процессах 1 и 2 изменение энергии E большое. Однако они имеют малую вероятность перехода из-за большого .
Работает правило = 0, 1 для разрешенных переходов
15
Энергетические спектры -квантов, испускаемых возбуждённым ядром, дают детальную информацию об уровнях этого ядра
Гамма-кванты возбуждённого ядра
Ядерная изомерия
• 1921г. Отто Ган.
Ядра протактиния Pa-234, образуются после β распада Th
234Th β >234Pa
имеют два периода полураспада ~7 часов и ~1 мин
«Один из немногих оставшихся честными и работавших в те тёмные годы не за страх, а за совесть». — Альберт Эйнштейн, Принстон (США), в 1949 году о труде Гана с 1933
по 1945 годы.
Отто Ган и Лиза Мейтнер в лаборатории. 1913 год mmons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16234085
•В 1935 г. И.В. Курчатов, Л.И.Русинов с сотрудниками обнаружили, что при облучении
79Br нейтронами образуется изотоп 80Br, имеющий два периода полураспада T1/2 = 18 мин и
T1/2 = 4.4 часа. 79Br+n-> 80Br*+
• |
β—распад происходит из основного lP = 1+ и |
5- |
|
изомерного E* = 0.086 МэВ, lP = 5- состояний. |
|
• |
Ядра, которые долго живут в возбужденном |
1+ |
|
состоянии (сек., мин., часы) – называются изомерами.
Мухин К.Н. НиЖ 2017, №4 |
18 |
В оболочечной модели ядер состояния 3S1/2 и 1h9/2 близки по энергии , но отличаются по моменту I=4. При возбуждении заполняется 1h9/2 вместо 3S1/2 .
T |
1/ |
2,5 10 |
|
10 |
сек |
||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
0, МэВ |
|
/ − |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||||
/ − |
|
|
|
|
|
0, МэВ |
|
|
|
|
|||||
T1/2 = |
|
4,5 часа |
|||||
|
|||||||
|
|||||||
/ + 
Изомерный-переход
Внутренняя конверсия -квантов
Энергия возбуждения передается электрону внутренней оболочки
Ферми, 1951
20