СЕМИНАР 9 ТЕМА «γ – РАСПАДЫ. ЭФФЕКТ МЕССБАУЭРА.» 8-10. 04 2013 Изменения состояний атомных ядер, сопровождающиеся испусканием или поглощением квантов электро, магнитного поля, называются - переходами. Законы сохранения энергии, момента количества движения, четности при - переходах: Е i E f E T J f Ji J , Ji J f J Ji J f Pf Pi P , P Pi Pf Кинетическая энергия ядра отдачи при - переходах : E2 T ER 2Mc 2 Характеристики возбужденного состояния ядра определяются с точностью, например, для 191Ir : E 129KýB Ir 191 * Ir , E t ; E 191 6.6 10 16 ýÂ ñ 6 6 . 6 10 ýÂ 10 T1 10 ñ 2 Äëÿ ýòîãî ïåðåõîäà : T1 10 10 c, 2 Таким образом, испускаемые - кванты немонохроматичны с естественной шириной Г=∆Е=10-6 эВ. Энергия отдачи и доплеровское уширение линии для ядра 191Ir можно оценить следующим образом: Е2 (130 10 3 ) 2 Eотд 0,05 эВ 2 6 2Mс 2 191 931 10 Е D 2 Eотд кТ 2 0.05 0.025 0.07 эВ Правила отбора по четности для электрических (EJ) u магнитных (MJ) переходов: Pi Pf (-1) J для ( ЕJ ) фотонов Pi Pf (-1) J 1 для ( МJ ) фотонов Где полный момент количества движения фотона J с учетом орбитального момента L: J S L , и при фиксирован ном J L J 1; P (1) L (1)( 1) L (1) L 1 Задача 1. Определить типы и мультипольности - переходов: 1) 1- → 0+; 2) 1+ → 0+; 3) 2- → 0+; 4) 2+ → 3-; 5) 2+ → 3+ ; 6) 2+ → 2+. Задача 2. Рассчитать доплеровское уширение спектральной линии с энергией Е = 1 МэВ при комнатной температуре (Т = 300 К) для ядра 50Х. Задача 3. Определить энергию, тип (электрический, магнитный) и мультипольность - квантов, возникающих при переходах ядра 12С из первого возбуждённого состояния 2+, Еexs = 4.43 МэВ в основное состояние. Оценить кинетическую энергию отдачи ядра. Задача 4. Определить тип и мультипольность излучения из первого возбуждённого состояния ядра 137 Ва(11/2)- в основное состояние 5/2-. 56 Задача 5. Определить энергию возбуждения ядра с массой M, которую оно получает при захвате - кванта с энергией ћω. Задача 6. Найти ширины возбужденных состояний ядра 57Fe, если средние времена жизни возбужденных состояний составляют τ (5/2-) = 0,89·10-8 с, τ (3/2-) = 10-7 с. Доказать невозможность резонансного поглощения γ – квантов, излученных при распаде этих состояний, покоящимися ядрами 57Fe в основном и первом возбужденном состояниях. Задача 6. Найти ширины возбужденных состояний ядра 57Fe, если средние времена жизни возбужденных состояний составляют τ (5/2-) = 0,89·10-8 с, τ (3/2-) = 10-7 с. Доказать невозможность резонансного поглощения γ – квантов, излученных при распаде этих состояний, покоящимися ядрами 57Fe в основном и первом возбужденном состояниях. Задача 7. Свободное ядро 119Sn с энергией возбуждения E=23,8 кэв переходит в основное состояние, испуская γ - квант. Ширина данного уровня Г = 2,4·10-8 эв. Возможно ли резонансное поглощение такого γ -кванта другим свободным ядром 119Sn, находящимся в основном состоянии, если первоначально оба ядра покоились? Задача 8. С какой скоростью должны сближатся источник и поглотитель, состоящие из свободных ядер 191Ir, чтобы можно было наблюдать максимальное поглощение γ - квантов с энергией 129 кэв? Задача 9. По схеме низших возбужденных состояний ядра 208Pb определить наиболее вероятный путь распада возбужденного состояния 4- с энергией 3,475 МэВ. Указать мультипольности переходов.