Исследования по физике гамма-лучей, Давыдов А.В., 2013

Исследования по физике гамма-лучей, Давыдов А.В., 2013.

   В книге описаны исследования взаимодействия гамма-излучения с веществом, прежде всего — резонансного взаимодействия гамма-лучей с атомными ядрами, выполнявшиеся в течение нескольких десятков лет руководимой автором группой в Институте теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова. Опыты по измерению возмущенных магнитным полем угловых распределений резонансно рассеянных гамма-лучей подтвердили предсказание теории о том, что среднее время жизни ядер в возбужденном состоянии зависит от вида спектра возбуждающего гамма-излучения. Исследования гамма-резонансного возбуждения долгоживущих изомерных состояний изотопов серебра позволили развить новые направления гамма-спектрометрии — гравитационную гамма-спектрометрию, создать первый в мире гравитационный гамма-спектрометр и измерить с его помощью форму гамма-резонанса долгоживущего изомера 109m Ag с разрешающей способностью, в 108 раз превосходящей величину, характерную для мёссбауэровских спектрометров, работающих с нуклидом 57Fe. Описаны также эксперименты по резонансному рассеянию ядрами аннигиляционных квантов и показано, как это явление можно применить к изучению формы поверхностей Ферми металлов.
Книга будет интересна как физикам-профессионалам, так и аспирантам и студентам, специализирующимся в области ядерной физики.




ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО РАССЕЯНИЯ ГАММА-ЛУЧЕЙ.
В 1961 г. появилась статья Р.Ф. Метцгера [4]. в которой описывался эксперимент по «классическому» (немёссбауэровскому) резонансному рассеянию гамма-лучей ядрами 56Fe. Используя внутреннее магнитное поле в кольцевом железном рассеивателе для возмущения углового распределения (УР) резонансно рассеянных гамма-квантов, Р.Ф. Метцгер измерил магнитный момент ядра 56Fe в первом возбужденном состоянии 2+. Возник вопрос — нельзя ли использовать и мёссбауэровское рассеяние гамма-лучей для той же цели, т. е. для наблюдения возмущения магнитными полями соответствующих УР резонансно рассеянных гамма-лучей? В то время было еще не очевидно (по крайней мере для автора), что при мёссбауэровском рассеянии гамма-лучей, на первой стадии которого возбуждаемое ядро наверняка не испытывает отдачи, не нарушаются и другие степени свободы этого ядра. Подобные нарушения могли бы привести к трудно учитываемым искажениям угловых распределений.

Для получения ответа на этот вопрос следовало предпринять эксперимент по измерению невозмущенного углового распределения гамма-лучей, испытывающих мёссбауэровское резонансное рассеяние ядрами, входящими в состав такого вещества, где на них не могли бы действовать внутренние магнитные или неоднородные электрические поля. Таким образом, рассеивателем в этом опыте должен быть образец немагнитного вещества с кубической кристаллической решеткой.

Для этой цели был выбран металлический вольфрам, в котором должны были возбуждаться ядра 182W. Успех этого эксперимента [14] позволил нам провести целую серию исследований как невозмущенных, так и возмущенных магнитными полями угловых распределений резонансно рассеянных гамма-лучей.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Глава 1. Теория резонансного рассеяния гамма-лучей ядрами, находящимися в магнитном поле.
1.1. Введение.
1.2. Функция углового распределения резонансно рассеянных гамма-лучей для случая, когда магнитное поле перпендикулярно плоскости рассеяния гамма-лучей.
1.3. Угловое распределение в случае, когда направления магнитного поля хаотически распределены в пределах объема рассеивателя.
1.4. Некоторые частные случаи.
Глава 2. Экспериментальные исследования резонансного рассеяния гамма-лучей.
2.1. Введение.
2.2. Измерения углового распределения гамма-лучей с энергией 100,1 кэВ, резонансно рассеянных ядрами 182W.
2.3. Измерение магнитного момента ядра 182W в возбужденном состоянии 2+ с энергией 100,1 кэВ.
2.4. Измерение невозмущенного углового распределения гамма-лучей, резонансно рассеянных ядрами 191Ir.
2.5. Измерения возмущенных магнитным полем угловых распределений гамма-лучей с энергией 129,4 кэВ, резонансно рассеянных ядрами 191Ir в сплаве Ir–Fe.
2.6. Некоторые особенности радиационных гамма-процессов, следующие из вышеизложенного материала.
Глава 3. Проблема резонансного возбуждения долгоживущих изомерных состояний ядер.
3.1. Небольшое введение.
3.2.Физические причины ожидаемых затруднений проведения мёссбауэровских опытов с долгоживущими изомерами.
3.3. Ранние эксперименты группы ИТЭФ по мёссбауэровскому возбуждению долгоживущих изомерных состояний ядер 107Ag и 109Ag.
3.4. Влияние направления магнитного поля, в котором находится серебряный гамма-источник, на вероятность резонансного самопоглощения в нем гамма-лучей изомера 109mAg.
3.5. Зарубежные эксперименты по наблюдению резонансного самопоглощения гамма-лучей изомера 109mAg в металлическом серебре.
3.6. Эксперименты группы ИТЭФ, проведенные в последние годы с изомером 109mAg.
Глава 4. Основы гравитационной гамма-спектрометрии.
4.1. Конструкция гравитационного гамма-спектрометра на основе изомера 109mAg.
4.2. Эксперименты, сделанные в ИТЭФ с помощью гравитационного гамма-спектрометра.
Глава 5. Ядерное резонансное рассеяние аннигиляционных квантов.
5.1. Введение.
5.2. Ожидаемое поперечное сечение.
5.3. Схема опытов.
5.4. Данные о поперечных сечениях релеевского рассеяния гамма-лучей.
5.5. Первый эксперимент по наблюдению ядерного резонансного рассеяния аннигиляционных квантов.
5.6. Второй эксперимент, в котором наблюдалось ядерное резонансное рассеяние аннигиляционных квантов.
5.7. Сечение резонансного рассеяния аннигиляционных квантов ядрами 106Pd.
5.8. Дальнейшие пути усовершенствования методики наблюдения данного процесса.
Глава 6. Небольшое дополнение.
6.1. Проявления энергий связи электронов рассеивающих атомов в спектрах рассеянного гамма-излучения.
6.2. Применение резонансного рассеяния гамма-квантов к определению магнитного момента ядра 65Cu в возбужденном состоянии с энергией 1115,5 кэВ.
6.3. О возможности применения ядерного резонансного рассеяния аннигиляционных квантов к изучению формы поверхности Ферми металлов.
6.4. Ядерное резонансное рассеяние аннигиляционных квантов и проблема Тунгусского метеорита.
Заключение.
Список литературы.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Давыдов :: гамма-лучи :: ядерная физика