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

"что абсолютное сечение 7-резонансной флюоресценции со­ ставляет 77% от значения, вычисленного для моноатомно­ го ванадиевого газа. Это ослабление авторы объясняют в основном столкновением ядра отдачи с атомами собствен­ ной молекулы (рис. 3). Подобный эффект был обнаружен

с 1954 г. [40—'58], подтверждено, что при временах жизни возбужденного уровня ~ 5 1 0 - 1 2 сек ядерный 7-резонанс- ный эффект регистрируется и для твердых, и для жидких источников.

Метод компенсации потери на отдачу за счет пред­ шествующих излучений имеет преимущества перед други­ ми методами, так как может быть использован не только для определения времен жизни возбужденных уровней, но и для решения ряда прикладных задач. Именно этот ме­ тод позволил нам провести описанные в данной книге ис­ следования взаимодействий атомов отдачи с атомами окружающей среды.

Влияние состояния ^-источника на выход ядерного у-резонансного рассеяния

Выход ядерного ^-резонансного рассеяния для тонкого рассеивателя пропорционален выражению, приведенному в работе [59],

применялась сильно поглощающая сферическая модель. Согласно этой модели, атом получает импульс отдачи и свободно движется до поверхности сферы радиуса R, где сразу теряет всю свою энергию. Ослабление резонансного эффекта с конденсированным источником по сравнению с

1 -R газообразным выражается только через фактор — —. В действительности в конденсированном источнике ско­ рость атомов отдачи уменьшается непрерывно на протяже­ нии всего пути. Этот факт пытаются учесть Джианини, Проспери и Сьюти [57] при интерпретации результатов ядерного ^-резонансного рассеяния с твердым источником 6 0 Со. Они предлагают сферическую поглощающую модель, в которой скорость меняется линейно в зависимости от начального положения равновесия. Авторы принимают в расчет импульсы отдачи, полученные 6 0 Со в следующих друг за другом распадах (3—у2 —у\, и четыре угла, харак­ теризующих процесс. Окончательная формула для ослаб­ ления эффекта имеет вид

її ' І !

где т-,, и тт . — времена жизни соответственно первого и второго уровней; R — средний радиус столкновений; I—• тройной интеграл, зависящий от указанных парамет­ ров и рассчитываемый численно. На основании этой при­ ближенной формулы авторам удалось оценить время

жизни второго уровня 6 0 N i (тЇ 2 =£15 • 10~1 2 сек). При этом зна­

о

чение R принималось равным 2 А как усредненная величи­ на, по данным Офера и Шварцшильда [56].

Более корректный учет влияния взаимодействия ато­ мов отдачи с окружающей средой на величину Р ( £ р ) был дан Каммингом и др. [61] при исследовании ЯРР на 6 3 Си. Для случая однокаскадного |3—7*-распада они предложи­

Vm a x

О

где g(vo) — функция распределения первоначальных ско­ ростей, при которых еще осуществимо резонансное рассея­ ние ; Т — время, необходимое для изменения скорости от

Е

У т а х До и р = -д^0-; U m a x — максимальная скорость, получае­

мая ядрами отдачи после [3-распада.

Изменение скорости v(t, v0) в зависимости от времени t и начальной скорости ядер отдачи v0 в случае жидкого источника описывается дифференциальным уравнением

справедливым в предположении закона упругих столкно­ вений. В этом уравнении / — усредненная частичная поте­ ря скорости ядра отдачи на одно столкновение; I — сред­ нее расстояние между столкновениями; L — характери­ стическая длина, на которой скорость ядра отдачи в є раз меньше начальной величины. Решение этого уравнения

дает функцию, не зависящую от ориентации и0>

Постоянная L трактуется как неизвестная и опреде­ ляется подгоном рассчитываемой величины ослабления эффекта по сравнению с газообразным источником к та­ кой же, измеренной экспериментально для обоих резонансов на Си,

L = (6,8+2,0) - КГ 8 см.

При использовании твердого источника (монокристал­ ла 6 3 Си) Камминг предложил рассматривать изменение се­ чения Я Р Р с точки зрения многочастичного взаимодейст­ вия атомов. Для установления дифференциального ослаб­ ления применялись результаты исследования движения атомов меди в медном кристалле, полученные Вайниардом [63]. Силы взаимодействия брались из упругих и не­ упругих столкновений и из ферми-томсоновской модели атома. Потенциалом отталкивания служил потенциал ти­ па Борна — Майера

' U(R) = ае-М,