Файл: Каипов Д.К. Ядерный гамма-резонанс и атомные столкновения.pdf

сит от значения т2 . Ядра магния, получая отдачу от излу­ чения 2759 кэв у-квантов, движутся с энергией # о ~ « 168 эв. Из экспериментального отношения выходов ЯРР для твердого и жидкого источников параметр торможения

о і 2 s ч 5 6 і в 9 W U Я И

Рис. 54. Зависимость ЯРР от параметра тормо­ жения атомов отдачи 2 4 Mg в конденсированной среде.

о

этих ядер в металлической среде получается равным 9 А (рис. 54). Известно, что кристаллическая решетка N a пред­ ставляет собой объемноцентрированный куб с Л м / Я =

о

= 3,716 А . Таким образом, величина Ь э ф ф в этом случае более чем в два раза превышает значение межъядерных расстояний в металлическом натрии.

Обсуждение результатов

Для обобщения экспериментальных данных, описан­ ных в предыдущих параграфах, сведем в таблицу 13 основные характеристики процесса ядерного резонансного рассеяния исследуемых у-квантов и кристаллических ре­ шеток металлов источников. Параметры торможения для металлических Mg и Си взяты из результатов обработки

Таблица 13

Зависимость параметров торможения атомов от межъядерных расстояний в металлах

также измеренных в нашей лаборатории [113, 114]. Значе­ ния времени жизни соответствующих возбужденных уров­ ней находили усреднением опубликованных эксперимен­ тальных данных [91].

Как следует из таблицы 13, между параметром тормо­ жения ядер отдачи и средним межъядерным расстоянием, характеризующим данный металл, наблюдается ясно вы­ раженная корреляция. Эта зависимость представлена на рисунке 55, где нанесены также результаты обработки экспериментальных данных, полученных другими автора­ ми. Ядерное v-резонансное рассеяние с металлическими источниками измерялось Каммингом [61] для 6 3 Си, Офером и Шварцшильдом [56] для 2 8 А1 и 5 2 V , а также Калусом [69, 70] для 5 2 V и 1 5 2 Еи. Данные об 2 8 А1 и 5 2 V [56] в преде­ лах ошибок совпадают с нашими. При исследовании 6 3 Си параметр торможения определялся по относительным вы­

ру торможения в металлическом источнике, равному

о

10,18 А . Как и следовало ожидать (рис. 55), большая ве­ личина межъядерного расстояния в объемноцентрирован-

о

ной кубической решетке европия (Дм /Я = 3,998 А ) приво­ дит к увеличению значения L по сравнению с водным раствором ЕиС1з-6НгО.

РИС. 55. Зависимость параметров торможения атомов отдачи от межьядерных расстояний в металлах. 1 — результаты настоящей работы; 2 — данные других авторов.

Из полученных нами результатов интересной оказа­ лась зависимость величины параметра торможения от за­ ряда атомов отдачи. Изменение L от элемента к элементу повторяет периодичность кривых грамм-атомных объемов в функции заряда (рис. 56), данных еще Лотаром Мейером [130]. Это обстоятельство указывает на то, что в атомных столкновениях в металлах при низких энергиях основную роль играет размер электронной оболочки атомов.

В настоящее время известно много физических вели­ чин, изменяющихся от заряда подобным образом. Напри­ мер, коэффициенты сжимаемости и расширения, электро-

может быть объяснен только одними парными взаимодей­ ствиями, как это делалось, например, в случае жидкостей при интерпретации изменения эффективного радиуса взаи­ модействия от заряда атомов отдачи и, вероятно, требует для своего пояснения привлечения теории многочастично­ го взаимодействия.

Кроме того, обращает на себя внимание слабая зависимость тор­ можения атомов отдачи от величи­ ны их начальной скорости. Дейст­ вительно, максимальная началь­

отрыва атомов из узлов кристаллической решетки (Ей—

на выход ЯРР при малых энергиях (<15 эв) на основе де~ баевской модели твердого тела. Считается, что атом полу­

с( и о т Д )• Замедление атомов связывается с затуханием ко­

лебаний гармонических осцилляторов.

При расчете изменения сечения ядерного у-резонанс- ного рассеяния, обусловленного взаимодействием атомов отдачи с атомами металлов, принималось, что атомы отда­ чи свободные и изменение скорости в зависимости от вре­ мени и начальной скорости v(vo, t) описывается законом непрерывных упругих столкновений (25). Такой подход

использовался для всех скоростей отдачи. Тот факт, что расчетные данные для Ей и I n , когда энергии отдачи явно

Таким образом, если корреляция средней длины сво­ бодного пробега с грамм-атомным объемом в зависимости от Z для металлов указывает на многочастичный характер взаимодействия атомов отдачи с окружающими атомами, то одинаковая закономерность изменения v(v0, t) для «сво­ бодной» и «связанной» отдачи атомов является дополни­ тельным подтверждением многочастичного характера взаимодействия атомов низких энергий с атомами кри­ сталлической решетки металлов.

Г Л А В А 6

ЯДЕРНОЕ 7-РЕЗОНАНСНОЕ РАССЕЯНИЕ С ИСТОЧНИКАМИ В ВИДЕ Р А З Л И Ч Н Ы Х СОЕДИНЕНИЙ

Исследование ЯРР с металлическими источниками по­ казало, что основным фактором, влияющим на скорость торможения атомов отдачи в металлах, являются межъ­ ядерные расстояния в кристаллических решетках. Ис­ пользуя в качестве источников различные соединения, мы определяли, как сильно влияют на процесс торможения различия в массах сталкивающихся частиц и энергии связи ионов по сравнению со структурными парамет­ рами.

Действительно, выходы ядерного -у-резонансного рас­ сеяния для разных химических соединений одного и того же элемента (источника) могут значительно отличаться друг от друга. Например, при сопоставлении сечения Я Р Р для источников Rb [126] и RbF [56] получены значения па-

о

раметров торможения атомов отдачи (Sr) 13 А в металли-

о

ческой среде и 4 А в среде фтористого рубидия. Такое раз­ личие становится понятным при рассмотрении кристалли­ ческих решеток Rb и RbF. Как уже указывалось, рубидий имеет кубическую объемноцентрированную решетку

о

(о = 5,631 А ) со средним межъядерным расстоянием

о

І2М /Я =4,65 А . Кристаллическая структура RbF аналогич­ ен

на структуре N a C l ( a = 5 , 6 5 А ) с межъядерным расстоя-

о

нием Rb-<—vRb, равным 3,994 А . Кроме уменьшения рас­ стояний в решетке между рубидием каждый атом Rb ока­ зывается окруженным шестью атомами F на расстоянии 2,83 А .