Файл: Каипов Д.К. Ядерный гамма-резонанс и атомные столкновения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.07.2024
Просмотров: 93
Скачиваний: 0
Рис. 23. Зависимость сечения ЯРР от параметра торможения атомов и 0 С е в среде источника.
лись калибровочные кривые, по которым можно было кор
ректировать уход фотопика. |
Две такие серии измерений |
|||||
представлены в таблице 4. |
Спектры рассеянных излуче- |
|||||
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
|
Измерения ЯРР с жидким лантановым источником |
|
||||
Се |
Операция |
|
|
* п . п |
|
* |
рия |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
1 |
Номера |
34,5-44,5 34,5-44,5 3 8 - 4 6 |
|
|
||
|
каналов |
|
|
|||
|
Счет |
6238 |
4634 |
66847 |
0,0278 |
|
2 |
Номера |
|
|
|
0,362 |
1,289 |
34,5-44,5 34,5-44,5 3 8 - 4 6 |
|
|
||||
|
каналов |
|
|
|||
|
Счет |
6685 |
5020 |
57612 |
0,0289 |
|
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
ния £ = (7,0 + 1,3) А и Д э ф ф = |
(2,13+0,42) А . |
|
в) Резонансное |
рассеяние |
у-лучей на первых уровнях |
ядер 42Са, 6 5 Си и ssSr. |
Для определения эффективных ра |
|
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
уровня х и от длины |
свободного пробега. Для 6 5 Си х— |
= (6,5±1,6) - Ю - 1 3 сек |
найдено методом самопоглощения |
[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].
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
5 |
Эффективные радиусы взаимодействия атомных систем |
|
|||||||
в жидких средах для области энергии ~ |
1 5 — 2 0 0 эв |
|
||||||
Источник |
|
|
|
Водные |
Максималь |
о |
||
|
° э к с п , |
СМ2 |
растворы |
ная |
энергия |
- ^ э ф ф , |
А |
|
|
|
|
|
соединений |
отдачи, эв |
|
|
|
2 8 А 1 1 3 |
(3,68 ± 0 , 7 4 ) - Ю - 2 8 |
Na(OH) |
168 |
1,16 + 0,24 |
||||
(2,8 |
± 0 , 4 ) - 1 р - 2 8 |
A 1 ( N 0 3 ) 3 |
217 |
0,93 + 0,14 |
||||
4 2 к 1 9 |
(5,6 |
± 0 , 6 |
) - 1 0 ~ 2 8 |
К (ОН) |
117,7 |
1,23±0,30 |
||
S 2 V 2 3 |
1 , 8 6 - Ю - 2 7 [68] |
VOSOj |
|
99 |
1,52±0,30 |
|||
6 5 N i s S |
(1,58 ± 0 , 2 6 ) - Ю - 2 8 |
N i C l 2 |
|
19,5 |
1,50+0,37 |
|||
S 8 R b 3 7 |
|
[61]* |
|
Z n ( N 0 3 ) 3 |
|
49 |
1,53±0,42 |
|
(1,66 + 0 , 1 3 ) - 1 0 ~ 2 6 |
Rb(OH) |
102 |
1,79±0,40 |
|||||
ы ' Ь а „ |
(4,2 |
± 1 , 6 |
)-Ю-Ц |
I n ( N 0 3 ) 3 |
|
16 |
1,83±0,44 |
|
(1,31 + 0 , 2 8 ) - 1 0 ~ 2 6 |
L a B r 3 |
|
28 |
2,13±0,42 |
||||
* В работе |
не приводится |
экспериментальная величина сече |
||||||
ния ЯРР. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Чв5Ч
• ЧВЧ5
Ч1Ч5
4513
• ЧЧ1Ч
I • 3635
•3488
|
|
• 3220 |
|
8 1 |
2734 |
4.70 |
• ть г* |
7620-
36 *Г50
Рис. 24. Схема распада 8 8 Rb—>-8 8 Sr.
Если при использовании конденсированных у-источни- ков l 4 0 L a в резонансном возбуждении уровня 1590 кэв 1 4 0 Се почти не участвуют высоколежащие каскады, то в данном случае сечение ЯРР зависит от времени жизни 2734 кэв уровня (каскад P(2500)y2 (878)yi*(1836)). Резуль таты расчетов а т е о р , проведенных для различных времен жизни этого уровня, представлены на рисунке 25. Как следует из графиков, в предполагаемой области парамет-
о |
|
|
ра торможения (-—7 А ) при изменении |
тг |
от 10~ 1 2 до |
10~1 3 сек изменение в значении сечения Я Р Р |
составляет |
|
всего около 1 0 % . Поэтому, очевидно, |
для |
определения |
эффективного радиуса взаимодействия 8 8 S r можно исполь зовать приблизительную величину %к = 4 - 1 0 ~ 1 3 сек, при веденную в работе [98]. Этому значению времени жизни и экспериментальной величине сечения ядерного у-резонанс- ного рассеяния на 8 8 S r [96] соответствуют параметр тормо
жения L = ( 7 ± 2 ) |
А. и Д э ф ф = |
(1,79+0,40) А. |
|
|
||||||||
г) |
Определения |
эффективных |
радиусов |
взаимодейст |
||||||||
вия |
атомов Mg |
и Sn |
в вод |
|
|
|
|
|
||||
ной среде. При |
вычислении |
|
|
|
|
|
||||||
эффективных |
|
|
радиусов |
|
|
|
|
|
||||
взаимодействия |
в |
жидких |
|
|
|
|
|
|||||
натриевом и |
индиевом ис |
|
|
|
|
|
||||||
точниках (табл. 5) были ис |
|
|
|
|
|
|||||||
пользованы |
|
эксперимен |
|
|
|
|
|
|||||
тальные |
значения |
сечения |
|
|
|
|
|
|||||
ЯРР, |
полученные |
нами ра |
|
|
|
|
|
|||||
нее |
[75, 95]. |
Из |
величин |
|
|
|
|
|
||||
°экс п |
определялись |
пара |
|
|
|
|
|
|||||
метры |
ТОрМОЖеНИЯ Z-Na == |
|
|
|
|
|
||||||
= (5,4±1,0) А |
и |
|
|
L i n — |
|
|
|
|
|
|||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= (8,4+2,1) А . Схемы рас |
|
|
|
|
|
|||||||
падов изотопов 2 4 N a и 1 1 6 1п и |
|
|
|
|
|
|||||||
результаты расчетов |
зави |
Рис. |
25. |
Зависимость |
сечения |
|||||||
симости выхода ЯРР от вре |
||||||||||||
ЯРР |
от параметра торможения |
|||||||||||
мен |
жизни |
вышележащих |
||||||||||
ядер отдачи для различных зна |
||||||||||||
уровней будут подробно рас |
чений т2 |
в случае 8 8 Rb — » - 3 8 Sr . |
||||||||||
смотрены в главе 5 в |
связи |
|
|
|
|
|
||||||
с применением Ое(Ы)-детектора |
для |
относительных из |
||||||||||
мерений по схеме жидкий — твердый |
источник. |
Резуль- |
||||||||||
7S
таты же, относящиеся к расчету эффективных радиусов взаимодействия, приведены в таблице 5.
Кроме наших экспериментальных данных для нахож дения эффективных радиусов были обработаны результа ты исследований ядерного у-резонансного рассеяния, про веденных с жидкими источниками 5 2 V [56, 68] и 6 3 Z n (61]. Для этих элементов путем сравнения экспериментальных сечений а Р К с п с рассчитанными теоретическими значения ми сечений ЯРР определялись соответствующие парамет ры торможения. Результаты обработки сведены в табли цу 5.
Потенциалы взаимодействия
Потенциальную энергию двух взаимодействующих ато мов в первом приближении можно выразить функцией расстояния между двумя ядрами (поле централь ных сил). В этом случае рассматриваются силы, измеряе мые ускорением одного ядра в поле другого. На близких расстояниях взаимодействие определяется экспоненциаль ным законом короткодействующих сил кулоновского от талкивания. На более дальних расстояниях короткодейст вующие силы переходят в поле дальнодействующих сил поляризации, характеризующих притяжение. Существует некоторый эффективный радиус г0, на расстояние меньше которого сблизить атомы очень трудно.
Знать потенциал отталкивания между атомами часто необходимо при изучении и понимании большого круга проблем. Тем не менее такие потенциалы очень трудно по лучить как теоретически, так и экспериментально. Кван-
тово-механические расчеты всегда чрезвычайно |
сложны. |
Гораздо проще использовать статистические |
расчеты. |
С ростом Z их точность увеличивается, так как |
статисти |
ческая теория атомных систем предполагает, что электро ны системы представляют вырожденный электронный газ при температуре абсолютного нуля, причем их заряд рас пределен непрерывно. Благодаря притяжению ядра и од новременному отталкиванию отрицательных элементар ных зарядов электронный газ находится в равновесии. При этом свойства отдельных электронов не учитываются. Примером такого потенциала при расстояниях между яд-
о
рами, меньших 0,1 А , является боровский потенциал от-