Энергия квантов захвата

Взаимодействие нейтрона низкой энергии < 10 эВ с ядром с массовым числом А, как правило, приводит к образованию составного возбужденного ядра с массовым числом А + 1 и последующему снятию возбуждения испусканием гамма-кванта. Эта реакция называется реакцией радиационного захвата и обозначается (п,у), ее сечение при Е < 0,5 эВ обычно обратно пропорционально скорости нейтрона а ,у = l/v . При Е > 0,5 эВ характерной особенностью зависимости сечения а от энергии нейтронов является появление резонансов, которые обусловлены наличием у составного ядра, как у любой квантовой системы, определенных энергетических уровней. Когда энергия возбуждения (сумма кинетической энергии нейтрона и его энергия связи в составном ядре) очень близка или равна энергетическому уровню составного ядра, то сечение захвата значительно возрастает (резонансный захват). Поскольку таких энергетических уровней у некоторых ядер много, то суммарное сечение захвата у таких ядер в резонансной области энергий нейтронов велико. [c.6]

Резонансный захват нейтронов. В том случае, если сумма энергии падающего нейтрона и энергии связи его в образующемся промежуточном ядре равна энергии одного из квазистационарных уровней этого ядра, вероятность резонансного захвата нейтрона сильно возрастает. Время жизни квазистационарного уровня т связано с энергетической шириной Г соотношением. т = й/Г Ь = Ь/(2я), Ь — постоянная Планка. Вблизи резонансного уровня сечение реакции описывается формулой Брейта — Вигнера. Если скорость нейтронов не велика, то в реакцию вступают главным образом нейтроны с орбитальным квантовым числом / = 0. В этом случае формула Брейта — Вигнера для отдельного изолированного резонанса имеет вид [c.923]

По расчетным данным [36], эффективное сечение захвата электронов протонами имеет величину порядка 10 см при энергии электронов 0,01—0,3 эв. Эта величина зависит от энергетического уровня, на который захватывается электрон, и уменьшается с увеличением главного квантового числа этого уровня. [c.72]

Остановимся несколько подробнее на вопросе о резонансном захвате нейтронов. Согласно известному соотношению неопределенности, составляющему одну из основ квантовой механики, А -Д > к, где АЕ — неопределенность энергии и — неопределенность времени. Применительно к возбужденному ядру это надо толковать таким образом, что при средней продолжительности жизни возбужденного ядра Дг его уровень возбуждения размыт и имеет ширину Г = АЕ, отвечающую приведенному соотношению. Брейт и Вигнер 1388] нашли зависимость сечения а от ширины уровня Г и от энергии Е захватываемого нейтрона. Не останавливаясь на подробностях этого довольно сложного вопроса, ограничимся частным случаем приближенного выражения этой зависимости, которое годится для энергии нейтрона, не слишком далекой от резонансной Ег, и тогда, когда последняя не слишком мала и не слишком велика [c.163]

Если захват электронов энергетически возможен, то вероятность этого процесса для электронов из -оболочки оказывается существенно выше, чем для электронов, характеризующихся более высокими главными квантовыми числами, поскольку именно для. ЙГ-электрона вероятность нахождения его в области расположения ядра является наибольшей. Однако при энергиях связи -электронов ниже энергии распада возможен захват электронов только с других оболочек атома — <, М и т. д. Для разрешенных переходов отношение вероятностей захвата с Ьг и -оболочек было рассчитано как функция энергии распада [19]. Результаты, полученные для Z > 14, могут быть представлены приближенным выражением [c.250]

Гипотеза независимости в резонансной области. Образование составного ядра при захвате нейтронов малых энергий не всегда приводит к излучению у-квантов, возможны также испускание нейтрона и (ге, р)- или (п, а)-реакции. Для самых тяжелых элементов наиболее вероятным процессом часто является деление. Поскольку в модели составного ядра реакция разделяется на две стадии — образование и распад компаунд-ядра,— относительные вероятности различных возможных событий должны полностью определяться квантовым состоянием такого составного ядра. В частности, если резонансы не перекрываются, то поведение компаунд-ядра целиком определяется свойствами отдельного квантового состояния (резонансного) и не должно, следовательно, зависеть от способа, посредством которого это состояние реализовалось. Это означает, например, что относительные интенсивности излучения у-кванта и нейтрона для ядра облучавшегося нейтронами, и для ядра бомбардировавшего- [c.335]

У некоторых радиоактивных изотопов, например у изотопа железа Ре с периодом полураспада 4 года, радиоактивный распад заключается в захвате -электронов ядром, а не в эмиссии р-частиц. Г-захват может вызывать как образование характеристического мягкого рентгеновского Г-излучения, так и эмиссию электронов Ожё, тоже обладающих низкой энергией. В измерениях такого излучения применяется в основном та же методика, что и для мягких Р-лучей. Здесь имеется только одно существенное отклонение. Массовый коэффициент поглощения мягких рентгеновских лучей пропорционален примерно четвертой степени атомного номера поглощающего вещества, в то время как в случае р-излучения этот коэффициент почти не зависит от атомного номера. Таким образом, если требуется максимальная проницаемость для рентгеновских лучей, то применяют окна из веществ, обладающих минимальным атомным номером. На практике таким веществом обычно является бериллий. Промышленностью выпускаются специальные счетчики Г.—М. для рентгеновских лучей, обладающие квантовой эффективностью в области 1,5А порядка 70—80%. [c.188]

В процессе смачивания две свободные поверхности заменяются одной границей фаз между твердым металлом и расплавом припоя с более низкой свободной поверхностной энергией системы. Поэтому образовавшиеся в отдельных местах связи очень быстро распространяются по всей площади контакта основной металл — расплав припоя. На этой стадии образования спая основную роль начинают играть квантовые процессы между частицами атомных размеров. Взаимодействие между ними проявляется в притяжении или отталкивании, интенсивность и характер которых изменяются в зависимости от природы металлов и внешних условий процесса. Поскольку при пайке взаимодействие происходит, главным образом, между разнородными металлами, то возможность образования соединений между атомами металлов определяется конфигурацией их внешнего электронного слоя. В том случае, когда он близок к насыщению электронами, атом проявляет большую склонность к захвату чужих электронов. При малом количестве электронов на внешних слоях атома он легко отдает их при взаимодействии с другими атомами. С позиций классической физики электрон для перехода на орбиту другого атома должен преодолеть потенциальный барьер, имея для этого необходимую энергию активации. Величина этой энергии зависит от расстояния между атомами. При больших расстояниях она равна энергии связи электрона на соответствующей орбите (потенциалу ионизации). С сокращением расстояния между атомами энергия активации электрона уменьшается и обращается в нуль, когда орбиты перекрываются [14]. [c.15]

Перенос субстаищо осуществляется посредством некоторого носителя. Различают три зфовня масштабов при рассмотрении носителя переноса. Нижний уровень — квантовый, на которюм материальным носителем являются элементарные частицы. Например, перенос лучистой энергии осуществляется квантами света (фотонами). В химической технологии этот уровень переноса играет исключительную роль в таких областях, как фотохимия, радиохимия, а также в металлургии, в нефтепереработке и теплотехнике, где используют прямой огневой нагрев. правило, на квантовом уровне осуществляется перенос энергии. И лишь в ядерных реакциях, при которых захват элементарных частиц осколками деления крупных ядер приюдит к образованию стабильных элементов, можно рассматривать перенос вещества. [c.58]

При ионизации электронным ударом происходит перераспределение энергии возбуждения по колебат. степеням свободы мол. иона, прежде чем этот ион распадается. Предположение о квазиравновесном распределении энергии возбуждения позволяет полуэмпирич. путем рассчитать масс-спектры нек-рых в-в, согласующиеся с эксперим. данными. Однако во мн. случаях, особенно для длинных молекул, эта теория не подтверждается. Для двухатомных молекул изменения колебат. состояний объясняются, исходя из принципа Франка-Кондона (см. Квантовые переходы). При взаимод. низкоэнергетич. электронов (менее 10 эВ) с в-вом могут осуществляться процессы резонансного захвата электронов молекулами с образоваиием отрицательно заряженных ионов М (см. также Ионы в газах). [c.659]

Радиоактивные вещества выделяют частицы различных типов. Для наших целей наибольшее значение имеют электрон (отрицательно заряженная частица), позитрон (или положительно заряженный электрон), а-частица и нейтрон (табл. 14.1). Испускание этих частиц часто, яо не всегда, сопроволедается излучением энергии в виде у--лучей. Иногда встречается другой вид радиоактивного распада, который состоит в том, что ядро самопроизвольно захватывает электрон с уровня К (или гораздо реже с уровня Ь или более высокого уровня). Этот процесс известен под названием К-захвата непосредственное его наблюдение затруднительно. Обычно он обнаруживается по излучению характеристических рентгеновых лучей, вызываемых переходом электронов с более высоких квантовых уровней на свободное место, образующееся в результате захвата. [c.211]

Первые попытки применения квантово-механической теории энергетического состояния электронов в диэлектриках и полупроводниках к интерпретации фотохимических и фотоэлектрических явлений в щелочно-галоидных кристаллах принадлежат П. С. Тар-таковскому [71]. На основе имевшихся в то время экспериментальных данных и общих соображений об энергетических уровнях в кристаллах Тартаковским впервые была построена схема энергетических уровней для ряда щелочно-галоидных соединений с учетом локальных электронных состояний различных центров окраски. Анализируя электронные переходы между различными уровнями энергии кристалла, можно было объяснить ряд оптических и фотоэлектрических свойств окрашенных кристаллов ще-лочно-галоидных соединений с единой точки зрения. Однако в отличие от полупроводников, для которых свет в области их фундаментального поглощения является фотоэлектрически активным, в щелочно-галоидных кристаллах не наблюдается внутреннего фотоэффекта под действием света в области первой полосы собственного поглощения. По этой причине попытки применения зонной теории к толкованию всей совокупности явлений, связанных с собственным поглощением, фотопроводимостью и люминесценцией щелочно-галоидных кристаллов наталкивались на существенные затруднения. Некоторые фундаментальные экспериментальные факты относительно свойств окрашенных щелочно-галоидных кристаллов не получили объяснения ни в энергетической схеме Тарта-ковского, ни в подобных более всеобъемлющих схемах, предлагавшихся позднее. В частности, оставалась совершенно непонятной сама возможность образования в кристалле столь устойчивой окраски под действием света или рентгеновых лучей, какая в действительности наблюдается у щелочно-галоидных кристаллов. В самом деле, при образовании в процессе фотохимического окрашивания свободных электронов, локализующихся затем на уровнях захвата, в верхней зоне заполненных уровней энергии должны образоваться свободные положительные дырки. Вследствие диффузии этих дырок в верхней зоне заполненных уровней вероятность их рекомбинации с электронами, локализованными в центрах окраски, должна быть достаточной, чтобы кристалл быстро обесцветился даже в темноте. Между тем, известно, что окраска кристалла весьма устойчива и сохраняется в темноте очень продолжительное время. Возможность локализации положительных дырок в предлагавшихся квантово-механических моделях не рассматривалась. [c.30]

В определенных условиях энергии, накопленной в адсорбционном комплексе, оказывается достаточно для диссоциации молекулы. При этом исчезает само МПС. Поскольку сечения захвата с , Ср аномально малы, заметные эффекты диссоциации могут наблюдаться при весьма высоких уровнях инжекции неравновесных носителей заряда. Мы наблюдали фотодиссоциацию адсорбированных на поверхностях монокристаллов молекул Н2О, НСООН и СС14 при импульсном освещении поверхности. На рис. 2 представлена зависимость квантового выхода водорода при фотодиссоциации НдО на 51 от энергии падающих квантов света. Видно, что величина т] растет с ростом энергии квантов (кривая 1). Указанный рост 1] при постоянстве квантового выхода электрон-дырочных пар, генерируемых светом в полупроводнике (пунктирная кривая на рис. 2), и постоянстве потенциала поверхности не может быть объяснен в рамках электронной теории адсорбции. [c.59]

Заряжение адсорбционного МПС при захвате дырки и соответствующая деформация молекулы являются необходимым, но недостаточным условием для ее диссоциации [7]. Наблюдаемый на рис. 2 рост т) непротиворечиво объсняется предложенной выше электрон-колебательной моделью захвата. С увеличением энергии падающих на поверхность фотонов в актах захвата участвуют более горячие носители заряда, приводящие к колебательному возбуждению менее протонизированных молекул Н2О на гетерогенной поверхности Si. Прямое доказательство участия колебательных мод адсорбированных молекул в актах захвата и диссоциации дали обнаруженные нами изотопные эффекты. Как видно из рис. 2 (кривая 2), кривая квантового выхода дейтерия с дейтерированной поверхности 51 сдвинута в область менее энергичных квантов, что соответствует разности колебательных мод ОН- и ОО-групп в молекулах Н2О и ВгО (0,45 и 0,33 эВ соответственно). [c.59]

Высокая радиационная стойкость, свойственная бензолу, проявляется и у других ароматических соединений. Она соответствует низким значениям квантовых выходов фотохимического превращения и высокому процентному отношению нераз-ложившихся первичных ионов, регистрируемых в масс-спектрах бензола [М5]. Очевидно, образующиеся при облучении возбужденные молекулы не разлагаются немедленно, а успевают рассеять свою энергию (особенно в жидкой фазе) в столкновениях с окружающими молекулами. Причиной стойкости возбужденных молекул следует считать то, что полученная ими энергия концентрируется у электронов делокализованных я-ор-бит. Таким образом, ни одна из колебательных степеней свободы не получает количества энергии, достаточного для осуществления разрыва химической связи. Этим объясняется, по-видимому, повышенная устойчивость основной разновидности ионов бензола СбНб [В 120]. Избегнув разложения, ионы в конце концов нейтрализуются в результате захвата электронов, причем энергия возбуждения, вызываемого таким путем, оказывается невысокой (9,2 эв). Она также может быть рассеяна, прежде чем произойдет разложение молекулы. [c.150]

В противоположность эффективным сечениям захвата, эффективные сечения рассеяния медленных нейтронов для большинства элементов почти не зависят от скорости нейтронов. Более того, все они одного порядка (большей частью около 6 10 см ). Исключения представляют, из-за сопряженного с химической связью квантового эффекта, только самые легкие элементы [5]. Эффективное сечение рассеяния водорода в парафине возрастает с падением скорости и достигает для нейтронов с энергией 0,25 еУ примерно 58см , однако среднее эффективное сечение для тепловых нейтронов в парафине и т. п. меньше [112]. [c.53]

При колебательной релаксации возможно также возникновение свободных электронов в твердом теле. Электронное возбуждение возможно либо на первой стадии — при возникновении локальных колебаний, либо на второй стадии — при исчезновении колебательной релаксации молекулы на поверхности. Люминесценция после адсорбции на окислах, открытая Рогинским и Руфовым [36], вызвана ионизацией локальных энергетических уровней, т. е. переходом электрона в зону проводимости с последующей рекомбинацией. Наиболее вероятным механизмом передачи энергии является резонансная. Образовавшиеся при адсорбции свободные электроны могут захватываться различными ловушками, причем безызлучательные переходы являются преобладающими (достаточно напомнить, что квантовый выход адсорболюми-несценции составляет всего 10" ). При этом образовавшиеся свободные электроны должны захватываться вблизи поверхности или на самой поверхности. Как показано Владимировой, Жабровой и Гезаловым [26, 27], сечения захвата свободных носителей тока адсорбционными дефектами значительно выше, чем биографическими дефектами и внедренными примесями. [c.129]

Эта зависимость позволяет обсудить механизм выцветания трифенилметановых красителей, предложенный Паттерсоном и Пил-лингом [481], и влияние строения красителя на квантовый выход 0 Eph- В соответствии с этим механизмом эффективность захвата электронов и дырок, образующихся в процессе поглощения света, различна. Благодаря очень эффективному захвату дырок и их низкой подвижности квантовый выход фотопроводимости и значение Eph зависит от лабильности и концентрации электронов (проводимость п-типа), захват которых определяется локализацией поло- жительного заряда в молекуле красителя. С повышением локализация эффективность захвата возрастает, что сказывается на повышении значения энергии активации Eph и падении квантового выхода. Образующиеся короткоживущие монорадикалы диспро-порционируют в бирадикал и молекулу лейкокрасителя. Возможность этой реакции в твердом состоянии зависит от вероятности образования двух радикалов в непосредственной близости друг к другу, которая возрастает с ростом подвижности электронов в слое. [c.439]

Даже в случае небольших смещений механизм поляризуемости не является классическим. Действие электрического поля не заключается в смещении электронов в направлении, обусловленном его действием. К молекуле применимы квантовые ограничения, и электрическое ноле, действующее на основное состояние, может только изменить полон<епие и направление движения электронов в этом состоянии, обусловливая определенный вклад в эти параметры (нри слабых полях пропорциональный интенсивности поля) соответствующих параметров одного или нескольких возбужденных состояний, разрешенных квантовой механикой. Таким образом, поляризуемость основного состояния зависит от количества и энергии возбужденных состояний, и особенно — от энергий самых доступных возбужденных состоянии. Индуктомерная поляризуемость особенно сильно проявляется при наличии поляр-пых возбужденных состояний, аппроксимациями которых в первом приближении могут считаться приведенные выше полярные структуры фтористого метила и хлоруксусной кислоты. Чем больше доступность этих полярных состояний, т. е. чем ниже их энергия, тем в большей степени их орбитали перекрываются с орбиталями основного состояния, что облегчает захват электронов, т. е. тем больше индуктомерная поляризуемость основного состояния. [c.77]

Механизм прямого возбуждения колебательных уровней электронным ударом не может объяснить наблюдаемые величины сечения колебательного возбуждения в N3 и СО, где происходят переходы с большими изменениями колебательного квантового числа. Поэтому было предлоя ено объяснение, согласно которому резонансные процессы идут через образование связанных состояний [112]. Эта идея обсуждалась теоретически в работах [123—136], причем в [133] получены сечения захвата для N3. На основании этих расчетов авторы [137] пришли к выводу, что данный механизм ( в тех газах, где он имеет место) является решающим при обмене энергиями между электронным газом и молекулами в низкотемпературной плазме. [c.66]

Квантовый выход первичных процессов фотосинтеза достаточно высок. Поэтому указанное сокращение длительности и выхода флуоресценции пигментов в живых системах должно быть главным образом обусловлено не тепловыми потерями, а процессом фотохимической дезактивации синглетного возбуждения состояния S в реакционных центрах фотосинтеза. Независимо от механизма этого процесса РЦ следует рассматривать как естественные фотохимические тушители флуоресценции молекул пигментов светособирающей матрицы. Можно оценить эффективность этого тушения, считая, что в фотосинтетической мембране значения констант р, д, г (см. 1 гл. xxvn) сохраняются неизменными, а процесс тушения флуоресценции при захвате энергии реакционными центрами эквивалентен фотохимической дезактивации кф состояния S молекул антенны. Тогда, подставляя величины т. Б, xi, Bi в формулы (XXVn.l.l)-(XXVn.l.9), найдем, что эффективность использования возбуждения реакционными центрами составляет Ф 0,93 -j- 0,95 (Борисов А. Ю.). [c.296]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология