Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
РЬ РЬ- ш
А р -о §1
LL-ife шш в ц
10 см ш
Рис 11 1 Схема первого эксперимента Мёссбауэра.
А - криостат с попотите 1ем, Р - крчостат, содержащий источник, D -
детектор (сцинти 1ЛЯЦИОННЫИ криста п Nal и фотоучножитеть), /С -кот i
зчтгор Этементы А и Р устанавлнва тись i а массивном основании [Z.
Physik, 151 (1958), стр 132, рис 2].
16 дней, содержит также компоненты... 1850s с периодом полураспада 95
дней, дающего жесткие линии с энергией 640 и 875 кэВ при высвечивании
185Re, который образуется при /(-захвате 1 в 1850s.
Самопоглощение резонансной линии в источниках значительно возрастает с
увеличением толщины препарата, тогда как жесткая компонента излучения
185Re испытывает лишь незначительное самопоглощение. Из-за этого
относительная доля жесткой компоненты излучения источника возрастает при
увеличении его толщины. Поэтому препарат располагался в виде слоя
площадью 80 мм2, а его количество не превышало 0,6 г... Препарат
1 /(-захватом называется вид радиоактивности, в котором ядро с порядковым
номером Z поглощает один из электронов "собственного" атома (обычно из К
или из самой внутренней оболочки) и при этом испускает нейтрино,
превращаясь в ядро с порядковым номером Z - 1 В принципе /(-захват всегда
может иметь место при наличии
излучения позитронов, но он может происходить, даже если пози-тронное
излучение запрещено по энергетическим соображениям.
226
перед облучением запаивался в вакууме в тонкостенной кварцевой кювете...
Кювета припаивалась ко дну цилиндрического кварцевого стакана для жидкого
воздуха, и все это помещалось в сосуд Дьюара. Описанный способ установки
источника был необходим для того, чтобы перемещение источника, связанное
с сокращением поддерживающих элементов при охлаждении, было минимальным
Такое перемещение могло бы привести к изменению средней толщины
поглотителя, "видимого-" источником (если поглотитель не строго
плоскопараллелен). Основная экспериментальная трудность при измерении
времени жизни состоит в том, чтобы полностью исключить влияние изменения
геометрии при охлаждении на результаты измерения
Проблема была удовлетворительно решена путем крепления источника
описанным методом, использования почти плоскопараллельных поглотителей
зна- Рис 112. Схема криостата
чительной площади и выбора с поглотителем
относительно большого рас- "орог^юбЖ
СТОЯНИЯ (не менее 50 см) ОТ и А' можно установить в точке S па-1 "
дения пучка путем натягивания
источника ДО поглотителей.. iniypa D - стенка сосуда Дьюара.
Ппямпр пппрпрттрнир рр Т~ теплоизолирующий поршень
прямое определение се- \z. physik, 151 <1958), стр. 133, рис 3i
чения взаимодействия при
ядерно Vi резонансном поглощении путем измерения коэффициента полного
ослабления, вообще говоря, невозможно, так как ядерное резонансное
поглощение обычно очень мало по сравнению с поглощением атомными
оболочками. Ядерный резонансный эффект в 1911г определялся поэтому
дифференциальным методом, и поглощение резонансной линии в резонансном
иридиевом
Й
227
поглотителе измерялось при различных температурах в таких условиях, что
изменение результирующей интенсивности находилось в прямой связи с
сечением резонансного поглощения, а любые побочные эффекты исключались.
Сечение поглощения есть функция температуры источника и поглотителя.
Ввиду температурной зависимости полного поглощения все измерения
проводились при постоянной температуре поглотителя - в каждом случае
менялась лишь температура источника. Температурная зависимость полного
поглощения обусловлена тем очевидным обстоятельством, что при изменении
температуры изменяется число атомов поглощающего вещества, приходящееся
на 1 см2 поверхности. В рассматриваемом случае этот эффект приводит к
изменениям, обратным тем, которые вызывает ядерный резонанс, и
перекрывает последние. Этого удалось избежать, изменяя лишь температуру
источника. Разумеется, самопоглощение в источнике также обнаруживает,
хотя и слабую, температурную^ зависимость. Этот эффект, также
противоположный возникающему при резонансе, удалось исключить благодаря
поочередному измерению интенсивности излучения, прошедшего через
резонансный поглотитель и поглотитель сравнения. Изменение самопоглощения
в источнике влияет в одинаковой степени на интенсивность излучения после
прохождения каждого из поглотителей, тогда как ядерный резонансный эффект
проявляется лишь при резонансном поглощении; поэтому влияние
самопоглощения можно исключить при дифференциальном измерении, если
подобрать поглотители с примерно одинаковой поглощающей способностью...
Иридий (Z = 77) служил резонансным поглотителем, платина (Z = 78)-
поглотителем сравнения. Различие в интенсивностях излучения, прошедшего
через оба поглотителя, составляло при комнатной температуре около 0,1%'.
Измерялись полные интенсивности /'г и /Г после прохождения резонансного
поглотителя (1г) и поглотителя сравнения (Pt).
Для измерения влияния химической связи на ядерное резонансное поглощение
