Введение в ядерную физику / Лекции / Введение в ядерную физику_10_2_2023
.pdf
Внутренняя конверсия -квантов
К электрон
виртуальный
фотон
ядро
Ядро, находящееся в возбужденном состоянии, может передать энергию возбуждения электрону атомной оболочки. Такой процесс носит название внутренней конверсии. Фотон, участвующий в нем, является виртуальным.
= −
При внутренней конверсии наблюдаются кванты рентгеновского излучения, возникающие при переходе одного из наружных электронов на уровень K-оболочки, освобожденный вылетевшим из атома электроном. Возможна конверсия на L,M электронах. Испускаются электроны Оже.
• Коэффициент внутренней конверсии
|
|
|
= |
|
, обычно ~10-3 (растет с ростом Z, l , уменьшается с ростом Е) |
|
||
|
|
|
= K + L + M +…
Te |
22 |
Резонансное поглощение
Резонансное поглощение это возбуждение ядер под действием квантов, испускаемых этими ядрами при переходе их из возбужденного в основного состояние
источник поглотитель
A* A+ A*
E 
T яд.
|
|
|
|
|
|
|
|
р ряд |
|
|
|
|
|
|
|
р2 |
с2 |
|
Е2 |
|
Т |
|
|
|
|
|
0,05эВ |
яо |
2М Os c2 |
2М Os c2 |
||||
|
|
|
|
|||
∆ ~10−8
|
∆ ∆ ~ |
, |
= время жизни |
|
|
Ширина линии |
|
|
Γ = ∆ ~ |
||
|
поглотитель |
|
|
|
|
|
6.6 10−16 |
|
Γ = ∆ ~ |
~ 10−10 = 10−5 эВ |
|
E |
ширина при увеличении |
||
|
|||
|
(распределение вероятности) |
||
Гамма кванту не хватает энергии для резонансного поглощения.
24
Доплеровское уширение
Резонансный процесс возможен из-за теплового движения атомов
25
Опыт Мессбауэра
T=88 К
Доплеровское смещение соответствует ∆ < 10−5 эВ
Вопреки ожиданиям происходит увеличение эффекта резонансного поглощения при уменьшении температуры. > Есть возможность измерения энергии на уровне Г~0.05эВ. ( Вплоть до E/E~10-11)
Объяснение:
В кристаллах атомы сильно связаны друг с другом и энергия отдачи распределяется по группе до ~108 атомов . (Как лодка на льду)
Осмий - > Иридий-191 |
Здесь М=108М |
26 |
яд |
Резонансное поглощение -квантов
1958 г. Р. Мессбауэр открыл явление ядерного резонансного поглощения
гамма-излучения (эффект Мессбауэра)
Для свободных ядер и ядер, связанных в кристаллической решётке условия отдачи при испускании γ-квантов существенно различны. В кристаллах возможны γ-переходы, при которых энергию отдачи получает не отдельное ядро, а весь кристалл.
Нобелевская премия по физике 1961 г. – Р. Мессбауэр.
За исследования в области резонансного поглощения гаммаизлучения и открытия в этой связи эффекта, носящего его имя
http://nuclphys.sinp.msu.ru
Fe
28
Время жизни возбужденного состояния
• A* A+
Распад возбужденного состояния происходит по закону радиоактивного распада:
dN=- Ndt т.е. вероятность (скорость) распада не зависит от времени.
Тогда Ψ 2~ exp(−ωt = exp − |
|
= exp − |
Γ |
|
||
|
|
|
||||
|
|
|||||
|
|
|
||||
Временная компонента волновой функции :
Ψ(t = a exp(− 0 exp(− 2Γ ,
E0 –энергия квазистационарного состояния
29
•Ψ(t = 0∞ c(E exp( − iEt dE разложение по собственным функциям
•c E = Ψ(t exp( - коэффициенты разложения Фурье
• c E = a exp − |
0 |
− |
Γ |
|
exp |
|
= exp |
( − 0 |
+ |
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
30