Cтраница 3
В некоторых случаях нейтронный активационный анализ оказывается недостаточно эффективным из-за образования при облучении короткоживу-щих радионуклидов или же, наоборот, очень долгоживущих или даже стабильных ядер. В этом случае используют активационный анализ под действием фотонов большой энергии. Образование таких фотонов происходит после торможения пучка ускоренных электронов на мишени из вольфрама или молибдена. При облучении пучком таких тормозных фотонов мишени из исследуемого материала происходит реакция ядерного фотоэффекта АХ ( 7, n) A-1X. Продуктом этой реакции является нейтронно-дефицитное ядро А-1 Х, которое распадается либо с испусканием позитрона, либо с захватом электрона. Как правило, в результате распада получаются ядра в возбужденном состоянии, испускающие один или несколько гамма-квантов. По этой причине определение активности продуктов реакции обычно проводят по гамма-активности на гамма-спектрометрах. [31]
Почти любой метод возбуждения ядер может быть использован для деления урана и тория. Один из методов заключается в освещении этих ядер фотонами большой энергии. Гексли, Шупп, Стефенс и Уэлс ( 1941) первые получили такое деление с помощью у-лучей. Фотоны с энергией 6 3 MeV были получены при бомбардировке флюорита CaF2 протонами большой энергии. [32]
Сог таено этой схеме молекула, взаимодействуя с фотоном монохроматического излучения hv0 / zccoo, сначала возбуждается до какого-то неустойчивого, так называемого виртуального, состояния Затем она может отдавать этот фотон, не обмениваясь с ним энергией т е возвращаясь в исходное состояние - это релеев-ское рассеяние света. Пели молекутта уже находилась в возбужденном состоянии Ь, то при взаимодействии с фотоном она может отдавать часть своей энергии, рассеивая фотон большей энергии и переходя на более низкий энергетический уровень Е - это антистоксово КР. [33]
Основная идея теории Гамова состоит в том, что высокая температура вещества препятствует превращению всего вещества в гелий. В горячем веществе имеется много фотонов большой энергии. Плотность и энергия фотонов столь велики, что происходит взаимодействие света со светом, приводящее к рождению электронно-позитронных пар. Аннигиляция пар может в свою очередь приводить к рождению фотонов, а также к возникновению пар нейтрино и антинейтрино. В этом бурлящем котле находится обычное вещество. При очень высоких температурах не могут существовать сложные атомные ядра. Они были бы моментально разбиты окружающими энергичными частицами. Поэтому тяжелые частицы вещества существуют в виде нейтронов и протонов. Взаимодействия с энергичными частицами котла заставляют нейтроны и протоны быстро превращаться друг в друга. [34]
В результате запрещенное синглет-триплетных переходов время жизни трип летного экситона оказывается очень большим. Это дает возможность создавать в конденсированных системах большие концентрации таких экситонов. Возбуждение может проводиться мощными стационарными или импульсными источниками света, фотонами большой энергии или а - или / 3-частицами. При высокоэнергетическом облучении триплетные экситоны генерируются главным образом за счет электронно-дырочной рекомбинации. [35]
Особенно эффективно для этих целей действие ионизирующего излучения, под которым понимают рентгеновские лучи, [ - излучение, поток фотонов большой энергии, электронов, протонов, дейтронов, сс-частиц и нейтронов. [36]
За последнрге 10 - 15 лет мнение это было поколеблено до основания. И причиной этому послужило обнаружение на Земле ряда ядерных превращений, продуктами которых являются инертные газы. Сюда относятся: спонтанное деление ядер урана и тория; распад радиоактивного изотопа калия; многочисленные превращения ядер химических элементов под ударами таких снарядов, как протоны, нейтроны, дейтоны, а-частицы и иные многозарядные ионы, а также фотоны больших энергий. Имеются все основания думать, что выявлены далеко не все ядерные процессы, порождающие благородные газы на Земле, и тут предстоит еще много открытий. [37]
Рассматриваемая задача становится еще более сложной, если существенно увеличить частоту или интенсивность света. До сих пор мы полагали ( хотя это и не оговаривалось), что при поглощении одного фотона может появиться не более одного фотоэлектрона и что один электрон может поглотить не более одного фотона. Поглотив фотон большой энергии, электрон может передать часть энергии другим электронам и тем самым обеспечить их участие в фотоэмиссии; в результате и наблюдается многоэлектронный фотоэффект. При достаточно высокой интенсивности света возможно поглощение электроном сразу двух ( и более) фотонов; это есть многофотонный фотоэффект. О многофотонных процессах мы поговорим в гл. [38]
Есг - критическая энергия вещества, в котором образуется ливень. Далее происходит постепенное поглощение ливня - размножение ливневых частиц постепенно прекращается, а потери на ионизацию понижают их энергию до предела, ниже которого эти частицы уже не регистрируются измерительными приборами. Понятно, что ливень может порождаться и фотонами, а не только электронами или позитронами. Малая проникающая способность фотонов большой энергии обусловливается именно большой вероятностью их материализации в пару. Длина пути в данном веществе, на котором быстрый электрон или позитрон в среднем излучает один фотон большой энергии ( так называемая ливневая единица длины 6), примерно равна ( точнее, на одну треть меньше) средней длине пути, которую проходит в том же веществе фотон большой энергии до того, пока он превращается в пару. [39]
Такой же выход энергии можно получить и в следующем случае: возьмем свободные е и ет на больших расстояниях по разные стороны от звезды. Предоставим им теперь падать со все возрастающей скоростью на жидкую сферу под действием гравитационного притяжения с ее стороны. Пусть эти заряды попадут каждый со своей стороны в отверстия трубки, проходящей через центр сферы, встретятся посредине и аннигилируют. Пусть, наконец, два получившихся фотона большой энергии ( Е тс2) вылетают из противоположных концов трубки в бесконечность и при этом частота их меняется в соответствии с эффектом гравитационного красного смещения. Изменим теперь описанный процесс. [40]
Известно, что в случае 1 -излучения ThC с энергией квантов 2 65 - 10е эв коэффициент поглощения на электрон значительно возрастает с атомным номером поглотителя. Этот коэффициент не должен был бы заметным образом зависеть от заряда ядра, так как известно, что поглощение за счет комптон-эффекта и этом случае преобладает над поглощением за счет фотоэлектрического эффекта, даже в тяжелых элементах. Найдено, однако, что для фотонов большой энергии существует дополнительное поглощение, тем более сильное, чем тяжелее поглощающее ядро и чем выше энергия фотона. [41]
Как отмечалось выше, нейтронный ак-тивационный анализ оказывается недостаточно эффективным для некоторых элементов. Очевидно, что нейтронное облучение всех стабильных изотопов с массовыми числами до 92 не приводит к образованию существенной активности, Содержание изотопов 94 и 96 составляет 17 5 и 2 5 % ат. Вследствие этого предел обнаружения циркония относительно велик. Положение улучшается при использовании гамма-активационного анализа под действием фотонов большой энергии. При облучении пучком таких тормозных фотонов мишени из циркония происходит вылет одного нейтрона из ядра и образование радионуклида циркония-89 с периодом полураспада 78 4 часа. Аналогично при облучении мишени, содержащей фтор, образуется фтор-18 с периодом полураспада 109 7 мин. Данный метод перспективен для определения скандия, титана, ванадия и некоторых других элементов, однако широкое применение его сдерживается дефицитом источников фотонов высокой энергии. [42]
Некоторые авторы подтвердили существование указанного явления и показали, что из свинца, облученного бериллиевыми лучами, вылетают положительные электроны. Тогда не было известно, вызывается ли это испускание нейтронами или фотонами. Совместно с г-жой Жолио-Кюри я показал ( методом камеры Вильсона, помещенной в магнитное поле), что это испускание обусловлено не нейтронами, а фотонами большой энергии. С повышением атомного номера излучателя доля положительных электронов быстро увеличивается, причем максимальная энергия положительных электронов не зависит от атомного номера. [43]
Другой основной чертой аристотелевой логики является утверждение, что целое есть простая сумма частей его составляющих. Это утверждение также нарушается в квантовой физике. Это видно, например, из результатов столкновений элементарных частиц друг с другом. В таких столкновениях может создаваться большое число различных частиц, совершенно отличных от исходных. Классическим примером такого процесса является создание пары электрон-позитрон фотоном большой энергии. [44]
Есг - критическая энергия вещества, в котором образуется ливень. Далее происходит постепенное поглощение ливня - размножение ливневых частиц постепенно прекращается, а потери на ионизацию понижают их энергию до предела, ниже которого эти частицы уже не регистрируются измерительными приборами. Понятно, что ливень может порождаться и фотонами, а не только электронами или позитронами. Малая проникающая способность фотонов большой энергии обусловливается именно большой вероятностью их материализации в пару. Длина пути в данном веществе, на котором быстрый электрон или позитрон в среднем излучает один фотон большой энергии ( так называемая ливневая единица длины 6), примерно равна ( точнее, на одну треть меньше) средней длине пути, которую проходит в том же веществе фотон большой энергии до того, пока он превращается в пару. [45]