Коэффициент - внутренняя конверсия
Cтраница 2
Косвенным признаком изомерии изучаемого радиоактивного изотопа могут служить высокие значения коэффициентов внутренней конверсии. Однако непосредственное определение коэффициентов внутренней конверсии сопряжено с большими трудностями. Неудивительно поэтому, что весьма важное значение приобретают косвенные методы определения этих величин, в частности метод, основанный на разделении ядерных изомеров. [16]
В настоящее время на основе сцинтилляционного метода - у-спектромет-рии решается много задач, связанных с исследованием у-излу-чений. К таким задачам относятся, например, определение энергии и коэффициента внутренней конверсии у-квантов, определение относительных интенсивностей у-переходов, сопровождающих радиоактивный распад ядер, изучение спектров тормозного излучения, определение абсолютной активности и оценки спектрального состава у-излучения смеси изотопов и др. Этот метод широко распространен в активационном анализе, в ускоренном анализе минерального сырья и в физико-химическом эксперименте. Задачи, решаемые на сцинтилляционном у-спект-рометре, могут быть успешно определены в том случае, когда известны характеристики спектрометра. [17]
Множитель 1 / ( 1 а) Г7 / Г характеризует вероятность того, что переход из возбужденного состояния в основное осуществляется посредством излучения гамма-кванта, а не конкурирующим превращением посредством электронной конверсии, когда энергия возбуждения передается непосредственно от ядра к электронным оболочкам и расходуется на вырывание атомных электронов. Отношение вероятностей вырывания электронов и испускания гамма-квантов а принято называть коэффициентом внутренней конверсии; величина Гт именуется парциальной радиационной шириной возбужденного состояния. [18]
RIR требуется выполнить весьма прецизионные и трудоемкие дополнительные опыты, например по определению зависимости коэффициента внутренней конверсии для валентных электронных оболочек от химического состояния изучаемого элемента. Подобные опыты были проведены в Брукхэйвенской национальной лаборатории Бокэ и др. [84] для SnO2 и p - Sn. Определялись коэффициенты внутренней конверсии для L -, М -, N - и 0-оболочек и было показано, что при переходе от p - Sn к SnO2 вклад конверсии с 0-оболочки уменьшается. Отсюда было получено значение ( &. Существуют методы расчета изменений зарядовых радиусов ядер при их возбуждении, обусловленных однонуклонными переходами. Накопленный за последнее время экспериментальный материал по эффекту Мессбауэра на различных ядрах не дает пока основания отдать предпочтение расчетам, основанным на той или иной модели. [19]
Наиболее вероятное размещение и порядок мультипольности этих переходов представлены на рис. 99 совместно с данными о коэффициентах внутренней конверсии, подтверждающими эти предположения. Таким образом, в схеме распада появляется второй ( 4) уровень с энергией 1 563 Мэв. Следует отметить, что схема распада РЬ204 г не обязательно включает все возбужденные уровни РЬ204 в рассматриваемом энергетическом интервале. При распаде 12-часового Bi204, протекающем путем захвата электрона, по-видимому, заселяются два дополнительных уровня между состояниями с энергией 1 563 и 2 186 Мэв. В этой переходной области трудно интерпретировать спектры, поскольку состояния, возникающие при возбуждениях отдельных частиц, и колебательные состояния могут располагаться в одном энергетическом интервале ( ср. Однако, как следует из зависимостей, наблюдаемых для соседних четно-четных ядер [36], два первых возбужденных состояния РЬ204, по-видимому, следует приписать возбуждению за счет коллективных колебаний. [20]
Электроны, освободившиеся благодаря внутренней конверсии, как мы это видели, накладываются на - спектры. Отношение числа электронов конверсии к полному числу ядерных переходов, связанному с у-излучением, по определению, называется коэффициентом внутренней конверсии для данной энергии. [21]
Впоследствии удалось получить более прямые доказательства последовательности испускания этих у-квантов и однозначно охарактеризовать соответствующие возбужденные состояния. В этом случае значения четности уровней, представленные на рис. 99, следуют из характера мультипольности каждого перехода, которая в свою очередь подтверждается приведенными на том же рисунке подробными данными о коэффициентах внутренней конверсии. Правильность сделанных выводов можно легко подтвердить, пользуясь данными, изложенными в гл. [22]
Например, лри реакции ( п, у) такая ситуация может возникнуть из-за недостаточной энергии отдачи вследствие одновременной эмиссии двух Y-КВЗНТОВ захвата одинаковой энергии в противоположных направлениях или вследствие образования фокусона, В случае изомерного перехода доля таких атомов определяется коэффициентом внутренней конверсии. [23]
Внутренняя конверсия уменьшает интенсивность рассеянного излучения. При резонансном поглощении у-излучения только 1 / ( 1 а) доля возбужденных состояний распадается, вновь испуская у-квант, а а / ( 1 а) доля распадается с испусканием электронов конверсии. Поскольку для мессбауэровских низкоэнергетических переходов коэффициенты внутренней конверсии, как правило, очень большие, интенсивности электронов конверсии или рентгеновских лучей, испускаемых после конверсии, также велики. [24]
Метод определения эффективности, описанный в разделе III, 2 и приводящий к уравнениям ( 1) и ( 2), является только первым шагом на пути к решению проблемы. Величина PC для различных сцинтилляторов может быть определена экспериментально путем сравнения эффективностей сцинтилляции и фотофлуоресценции при возбуждении в каждом случае только растворителя. Коэффициент внутренней конверсии С может быть вычислен из данных о спектре поглощения растворителя. Полученные при этом данные о величинах Р для различных молекул могли бы дать четкий критерий того, является ли параметр Р приблизительно не зависящим от замещения алкильными группами в циклических ароматических системах. [25]
RIR требуется выполнить весьма прецизионные и трудоемкие дополнительные опыты, например по определению зависимости коэффициента внутренней конверсии для валентных электронных оболочек от химического состояния изучаемого элемента. Подобные опыты были проведены в Брукхэйвенской национальной лаборатории Бокэ и др. [84] для SnO2 и p - Sn. Определялись коэффициенты внутренней конверсии для L -, М -, N - и 0-оболочек и было показано, что при переходе от p - Sn к SnO2 вклад конверсии с 0-оболочки уменьшается. Отсюда было получено значение ( &. Существуют методы расчета изменений зарядовых радиусов ядер при их возбуждении, обусловленных однонуклонными переходами. Накопленный за последнее время экспериментальный материал по эффекту Мессбауэра на различных ядрах не дает пока основания отдать предпочтение расчетам, основанным на той или иной модели. [26]
Экспериментальное определение абсолютных значений коэффициентов конверсии является весьма трудной задачей, поскольку в этом случае необходимо проводить измерение интенсивности излучения и определять эффективность регистрации как для конверсионных электронов, так и для у-лучей. На практике измерения значительно легче проводить с помощью ( - спектрографа. В этом случае измеряют относительные интенсивности двух или более конверсионных линий для одного и того же перехода и сравнивают эти отношения с теоретическими значениями. Как следует из табл. 18, отношения ак / аь, хотя и не изменяющиеся в таких широких пределах, к ак сами коэффициенты внутренней конверсии, можно с успехом использовать для определения порядков мультипольности и, следовательно, А / и АП, особенно при относительно больших Z и малых энергиях. [27]
 |
График Кюри для бета-группы изотопа 127Те ( величины даны в условных единицах. [28] |
Когда ядро остается в возбужденном состоянии, можно ожидать, что оно перейдет в более устойчивое состояние путем гамма-излучения. Именно поэтому гамма-излучение связано практически со всеми альфа - и бета-переходами. Так как гамма-лучи - это форма электромагнитного излучения, и поэтому не имеют заряда и массы покоя, то никакого изменения изотопной характеристики ядра в результате гамма-излучения не происходит. Гамма-излучение может быть трех видов. Первый из них - это простое испускание гамма-кванта. В довольно упрощенном виде внутренняя конверсия может быть представлена как столкновение испущенного фотона с электроном во внешней структуре атома. Предполагается, что в результате этого столкновения энергия фотона полностью передается электрону, который приобретает энергию, равную энергии начального фотона за вычетом энергии связи электрона. Однако вся простота этой картины исчезает, стоит только учесть малую вероятность такого столкновения. В действительности внутренняя конверсия - это процесс, конкурирующий с гамма -, излучением; он заключается в том, что электрон одного из электронных уровней атома испускается. Чаще всего испускается электрон с К - или L-уровней, так как они наиболее близки к ядру. Отношение числа электронов конверсии к числу испускаемых фотонов называют коэффициентом внутренней конверсии. [29]
 |
График Кюри для бета-группы изотопа 127Те ( величины даны в условных единицах. [30] |
Страницы: 1 2 3