Cтраница 2
Условия, при которых велика вероятность резонанса без отдачи, следующие: достаточно жесткая связь атомов в решетке ( высокая дебаевская температура), сравнительно большая масса ядра и не слишком жесткое излучение. Этими требованиями определяется перечень возможных излучателей. Для наблюдения эффекта необходимо иметь так называемый мессбауэровский изотоп, обладающий р пеРех Дом с низкой энергией ( ниже 150 - 200 кэВ) и достаточно большим временем жизни в возбужденном состоянии. В настоящее время известно большое количество мес-сбауэровских изотопов. Однако практически для металловедческих целей используются очень немногие: в первую очередь - 67Fe, затем 119Sn и ряд других. [16]
Приготовление образцов для исследования методом мессбауэровской спектроскопии предусматривает создание оптимальной концентрации мессбауэровского изотопа в исследуемом веществе. Например, для исследования по первому методическому варианту неорганических соединений железа обычно удается обходиться природной смесью изотопов железа 0, а для высокомолекулярных соединений, содержащих мало атомов железа, желательно обогащение по мессбауэровскому изотопу Fe. Работа по второй методической схеме, как правило, требует обогащенной по мессбауэровскому изотопу примеси. [17]
Мессбауэровский изотоп является примесью к исследуемому веществу - обычно его количество не превышает единиц процентов - и используется как внедренный зонд, измеряющий поле сверхтонкого взаимодействия. В таком случае предметом отдельного исследования является выяснение кристаллографического положения примесного мессбауэровского ядра. Кроме того, вопросом, требующим ответа, является степень искажения первичной кристаллической структуры, в которую внедрены атомы мессбауэровского изотопа. С другой стороны добавление мессбауэровской примеси возможно для большого количества различных соединений, первоначально не содержащих мессбауэровские ядра. Следовательно, этот вариант существенно расширяет круг веществ, доступных изучению методом мессбауэровской спектроскопии. [18]
Спектроскопия ядерного гамма-резонанса ( мессбауэровская спектроскопия) позволяет обнаружить слабые возмущения энергетических уровней ядер железа окружающими электронами. Этот эффект представляет собой явление испускания или поглощения мягкого v-излучения без отдачи ядер. Интересующий нас ядерный переход с энергией 14 36 кэВ - происходит между состояниями / 3 / 2 и / 1 / 2 мессбауэровского изотопа 57Fe, где / - ядерное спиновое квантовое число. Для белка с молекулярным весом 50 000, который связывает 1 атом железа на молекулу, и в отсутствие изотопного обогащения это соответствует весу образца 2 5 г. Рассматриваемые здесь многоядерные белки содержат гораздо больше железа и вполне подходят для исследования методом ядерной гамма-резонансной спектроскопии. Широко исследуются четыре возможных типа взаимодействия между ядром 57Fe и его электронным окружением: изомерный сдвиг, квадрупольное расщепление, ядерные магнитные сверхтонкие взаимодействия, ядерные зеемановские взаимодействия. [19]
И наконец, можно отметить, что из факта восстановления нейтральности не следует, что атом возвращается к самой нижней электронной конфигурации. Нужно также учитывать возбужденные атомные и ионные состояния, которые обычно рассматриваются в связи с оптическими переходами. Времена жизни для этих переходов хорошо известны, причем часто эти времена оказываются в интервале 10 - 9 - 10 - 6 сек, что делает доступным изучение этих состояний с некоторыми мессбауэровскими изотопами. [20]