Гамма-излучение процессы при поглощении

Эта энергия может быть получена самыми разнообразными путями нагреванием системы, в которой находятся рассматриваемые атомы за счет перераспределения энергии между частицами (термическое возбуждение) в результате поглощения атомами соответствующих квантов электромагнитного излучения (фотовозбуждение), или действия жестких излучений — рентгеновского или гамма-излучения, а также воздействия быстрых частиц — или а-частиц (возникающих при радиоактивном распаде), электронов, протонов, позитронов, разогнанных до больших скоростей в специальных ускорителях. Возбужденные состояния атомов играют особенно большую роль в химических процессах, протекающих под действием света (фотохимических процессах) и под действием проникающей радиации (радиационно-химических процессах). [c.47]

Рентгеновская абсорбционная спектрометрия. Использование рентгеновского поглощения в аналитических целях представляется наиболее полезным в тех случаях, когда в матрице из легких атомов содержится только один определяемый элемент большой атомной массы. К этой категории относятся некоторые аналитические методики, имеющие важное значение в промышленности в контрольно-измерительных целях. Этим способом определяют наличие свинца в бензине [6], хлора в органических соединениях [7], урана в растворах его солей [8]. Датчики на рентгеновском и гамма-излучении используют для контроля толщины пищевой алюминиевой фольги в процессе прокатки. [c.231]

Как было показано 2, производительность аппарата для проведения процессов, радиационно-химический выход которых не зависит от мощности поглощенной дозы, однозначно определяется мощностью источника гамма-излучения (и энергетическим к.п.д. аппарата ( а), показывающим долю мощности излучения источника, поглощаемую в реакционном объеме аппарата. [c.7]

Таким образом возникает возможность наблюдения ядерной гамма-резонансной флуоресценции на линиях естественной ширины — эффект Мессбауэра (рис. 1.8). Вероятность излучения или поглощения гамма-квантов в твердых телах без возбуждения фононов (вероятность эффекта Мессбауэра) принято обозначать через f или / соответственно. В тех случаях, когда эти процессы реализуются, контуры линий излучения и поглощения с естественными ширинами Г полностью перекрываются (поскольку //А, 1 и Eq = Si), и резонансная флуоресценция проявляется наиболее ярко [см. формулу (1.6) при х = = 0]. Если по каким-либо причинам энергия ядерного перехода в источнике излучения (а следовательно, и энергия гамма-кванта) отличается от энергии перехода ядра в поглотителе на величину х, много большую 2Г, то резонансное поглощение становится исчезающе малым [см. формулу (1.6) при х Э 2Г]. [c.22]

При Г Ф О возможен и обратный процесс — увеличение энергии гамма-квантов за счет внутренней энергии кристаллической решетки. В общем случае мы будем понимать под возбуждением фононов совокупность процессов их излучения и поглощения. [c.22]

Для ядер, находящихся в конденсированной фазе, существует вероятность того, что при излучении и поглощении гамма-квантов их энергетическое (фононное) состояние не меняется за счет отдачи ядра и теплового движения и спектры излучения или поглощения гамма-квантов атомными ядрами включают несмещенную линию естественной ширины (т -) оо в выражении (2.50). Вероятность такого процесса характеризуется величиной вероятности эффекта Мессбауэра). [c.93]

В качестве мутагенных воздействий применяются УФ, рентгеновское и гамма-излучения, определенные химические вещества и др. Однако и этот прием также не лишен недостатков, главным из которых является его трудоемкость и отсутствие сведений о характере изменений, поскольку экспериментатор ведет отбор по конечному результату. Например, устойчивость организма к ионам тяжелых металлов может быть связана с подавлением системы поглощения данных катионов бактериальной клеткой, активацией процесса удаления катионов из клетки или перестройкой системы (систем), которая подвергается ингибирующему действию катиона в клетке. Естественно, знание механизмов повышения устойчивости позволит вести направленное воздействие с целью получения конечного результата за более короткое время, а также селектировать варианты, лучше подходящие к конкретным условиям производства. [c.20]

Перечисленные радионуклиды выделяются из смеси осколков, накапливающихся в твэлах, и в виде тех или иных химических соединений составляют основу специально изготавливаемых источников излучения различной мощности. Так, для жидкофазных процессов используют облучатели небольшой V-мощности около 10 -10 г-экв Ra (0,1-1 кВт), для обработки блочных систем 10 -10 г-экв Ra (1-10 кВт) и для ряда установок десятки миллионов г-экв Ra (сотни киловатт). В гамма-установках первого поколения типа К-60 ООО внутренний диаметр облучателей составлял от 6 до 24 см, максимальная мощность поглощенной дозы в объеме 0,7-10 л находилась в пределах 70-2 Гр/с, а в плоскостных облучателях длиной 32 см и расстоянием. между плоскостями от 5 до 25 см - соответственно 55-3,5 Гр/с. Активность препаратов Со в установках второго поколения типа К-300 ООО составила 2000 Ки. [c.105]

Образование новых делящихся изотопов в реакторах деления. Табл. 13.1.3 содержит данные о вероятности радиационного захвата нейтрона. Так называется реакция поглощения нейтрона ядром, которая не вызывает его деления, а приводит к образованию нового изотопа с массовым числом, большим на единицу. Новое ядро образуется чаще всего в возбуждённом состоянии и возвращается в основное путём излучения гамма-квантов. Эта реакция приводит к потере нейтронов и затрудняет поддержание цепной реакции. Однако с её помощью производят новые изотопы, которые в свою очередь могут служить топливом для реакторов деления. Примером таких процессов служат реакции [c.120]

Кроме этих явлений, люминесценция может быть возбуждена при облучении гамма-лучами, рентгеновскими лучами, электронами, альфа-частицами И вообще быстрыми частицами. Во всех случаях, однако, излучение света обусловливается возбужденной молекулой. Однако акт воздействия может быть отделен от акта люминесценции рядом промежуточных процессов, из которых можно упомянуть ионизацию, захватывание ионов и электронов и последующую рекомбинацию, приводящую к образованию возбужденных состояний. Механизм таких процессов часто представляет значительный самостоятельный интерес и может иметь большое практическое значение, например в сцинтилляционных счетчиках. Однако на этих вопросах мы не будем здесь останавливаться, поскольку им посвящены другие главы и разделы этой книги. Несмотря на сделанные замечания и на то, что в книге Физика и химия твердого состояния органических соединений (изд. Мир , 1967) имеется специальная глава, посвященная поглощению света в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, тем не менее представляется уместным рассмотреть здесь некоторые вопросы поглощения света. Поглощение света является, несомненно, наиболее избирательным методом получения возбужденных молекул. Кроме того, этот метод наиболее часто используется, и поэтому некоторые общие замечания будут не лишними. [c.95]

Естественная энергетическая ширина линии ядерного гамма-перехода Г.у определяется из времени жизни возбуждённого состояния г с учётом наличия конкурирующего канала релаксации возбуждённого состояния — процесса передачи энергии не гамма-кванту, а электрону конверсии Г.у = к/2 кт[ / -На)], где а — коэффициент конверсии перехода, а выражение 1/(1 +а) определяет относительную вероятность релаксации возбуждённого состояния по гамма-каналу. В мёссбауэровском спектре обычно наблюдается линия, не эже удвоенной естественной ширины — результат свёртки линий излучения и поглощения. [c.98]

Первое условие требует обеспечения необходимой равномерности облучения по отношению к каждой облучаемой едини-де в целом. Второе условие рождает требование максимальной эффективности использования ионизирующего излучения при ведении данного радиационного процесса (т1ии). Кроме того, общим для большинства процессов этого вида (неценного характера) является пряхмая линейная зависимость эффекта радиационной обработки от поглощенной дозы (или отсутствие степенной зависимости от МПД). Отсюда следует, что для обеспечения высокой радиационной энергоемкости производства (произведение производительности гамма-установки на поглощенную дозу) необходимо создавать протяженные облучатели со значительной суммарной активностью радиоизотопных источников, превышающей 10 расп./с. Стоимость источников становится основной составляющей капитальных вложений на установку, поэтому дополнительные затраты на создание более рациональных схем облучения (введение механического оборудования, систем перемещения и т. д.) оправдывают себя, если при этом достигается увеличение эффективности использования излучения. Однако в общем случае оптимизация параметров собственно радиационной установки не гарантирует однозначного достижения максимальной экономической эффективности [c.161]

Поэтому резонансное поглощение на линиях естественной ширины должно было бы практически полностью отсутствовать. Ликвидация отдачи, а следовательно, и возможность наблюдения ядерной гамма-резонансной флуоресценции связаны с взаимодействием ядер в твердых телах. Спектр колебаний атомов в твердом теле (фононный спектр) можно при этом описать на основе картины набора осцилляторов в потенциальных ямах с характеристическими частотами, кратными некоторой частоте (Оа. Переход осциллятора с более высоких уровней на более низкие сопровождается поглощением фононов, т. е. исчезновением их из колебательного спектра кристалла. Противоположный процесс связан с возбуждением (испусканием) фононов, т. е. с появлением их в колебательном спектре. Число фононов данного сорта определяется как строением кристалла, так и его температурой. При предельно низких температурах (Т = 0) в решетке твердого тела происходят лишь нулевые колебания со спектром характеристических частот, который зависит от строения кристалла и может быть охарактеризован некоторой средней энергией колебаний йшср [14]. Пока энергия отдачи ядра при излучении или поглощении гамма-квантов меньше энергии связей атомов в кристаллах (исчисляющейся электронвольтами), разрыва этих связей не происходит. В этом случае все возбуждения, связанные с импульсом отдачи, который неизбежно приобретается ядром при излучении или поглощении гамма-кванта, становятся коллективными. Все осцилляторы остаются в своих потенциальных ямах. Они могут лишь переходить при этом с одного энергетического уровня на другой. Поэтому передачи импульса отдельным осцилляторам не происходит импульс отдачи воспринимается всей решеткой как целым. Однако часть энергии ядерного перехода может передаваться осцилляторам, т. е. расходоваться на возбуждение фононов . Таким образом, разрывается характерная для гамма-перехода в свободном ядре однозначная связь энергии и импульса отдачи. Лишь в том частном случае, когда возбуждения фононов не происходит, т. е. все осцилляторы остаются на тех же энергетических уровнях, подобная однозначная связь восстанавливается — и энергия и импульс делятся теперь между гамма-квантом и кристаллом как целым. Импульс отдачи свободного ядра mv практически равен импульсу отдачи кристалла MV М — масса всего кристалла), но это значит, что энергия отдачи кристалла MV I2 в М1т раз меньше энергии отдачи одиночного свободного ядра, т. е. энергия отдачи 7 криот становится ничтожно малой, гораздо меньше естественной ширины линии Г. В спектрах излучения и поглощения появляются линии, не смещенные по энергии благодаря отсутствию отдачи. Именно эти линии оказываются к тому же неуширен-ными вследствие когерентности электромагнитных волн и интерференционных явлений при 7 = 0. Или иначе для кристалла как целого выполняются и столь жесткие условия, как /Икрист <С г (ШТ) (или / крист < г (Г/е), где е — энергия нулевых колебаний, а поэтому всегда D = < Г). [c.22]

Читатель уже достаточно ознакомился с фотоэмиссией электронов с остовных атомных уровней и появлением оже-электронов после взаимодействия рентгеновского излучения или электронов достаточно высокой энергии с веществом. Такие же процессы возникают при облучении вещества гамма-квантами близкой энергии и мессбауэровскими квантами. Различие заключается в резонансности поглощения и наличии эффекта Мессбауэра. В случае адсорбционной МС читатель проследил возникновение резонансов на основе гамма-квантов. Однако возбужденное состояние ядра переходит в основное состояние не только через гамма-излучение, но также за счет электронов внутренней конверсии, причем для перехода 14,4 кэВ в ядре Ре величина [c.102]

Гамма-резонансная спектроскопия. Радиоактивные изотопы применяются также ь гямма-резонансно 1 спектроскопии (эффект Мессбауэра). Этот метод анализа основан на поглощении или рассеянии радиоактивного излучения ( -квантов) твердыми телами, что наблюдается только в том случав, когда ядро-излучатель может в процессе радиоактивного распада передать -квантам всю свою энергию, а ядро-поглотитель способно поглотить всю эту энергию. Для этого специально подбирают ядра-источники и ядра-поглотители, у которых анергия отдачи при излучении и поглощении У -квантов [c.16]

Люминесцеитиый метод основан иа различиях в интенсивности люминесценции (холодного свечения) минералов под влиянием гамма-,рентгеновского или ультрафиолетового излучений. Процесс люминесценции складывается из трех стадий поглощения энергии возбуждающего излучения, преобразования и передачи энергии возбуждения внутрь тела и испускания света в центрах свечения с возвращением минерала в равновесное состояние. Центрами свечения могут быть атомы или комплексные ионы основного вещества кристаллической решетки, ионы примесей, а также дефекты кристаллической решетки вакансии, междуузельные атомы и др. [c.22]

В процессе конвертирования энергии ускоренных электронов в пучок гамма-квантов в тормозной мишени, а также в самой исследуемой пробе, уже под действием квантов тормозного излучения по реакции (у,и) образуются нейтроны (фотонейтроны) с энергетическим распределением от тепловых до максимальной энергии кванта за вычетом энергии связи нейтрона в нуклиде, на котором идет реакция. Эти нейтроны взаимодействуют с ядрами пробы и по реакции (и,у) образуют радионуклиды, как и в НАА. Канал накопления радионуклидов при поглощении фотонейтронов необходимо учитывать при планировании исследований, он часто используется при элементнолм анализе проб и рассматривается как фотоядерный метод [36]. Недостатком, усложняющим ФАА, является одновременное образование нескольких чистых позитрон-ных раснадчиков в реакциях (у,и) и (у,2и) на нуклидах некоторых элементов. При замедлении позитроны, испущенные разными радионуклидами, аннигилируют, образуя гамма-кванты, не отличающиеся по энергии. В таких случаях для повышения избирательности и надежности анализа элементного состава вещества применяют анализ с частичным радиохимическим разделением элементов облученной пробы. [c.60]

Мессбауэровская спектроскопия основана на эффекте резонансной эмиссии и поглощения у-лучей при введении испускающих и поглощающих ядер в матрицу твердого тела (эффект Мессбауэ-ра). Другое название этого метода — ядерная гамма-резонансная (ЯГР) спектроскопия. Резонансный процесс имеет место только при строгом совпадении по энергии ядерных уровней излучателя и поглотителя. Если ядро поглотителя находится в электронном окружении, отличном от ядра источника, то ядерные энергетические уровни уже не идентичны по своему положению, и поглощение может произойти только тогда, когда энергии фотонов будут модифицированы за счет доплеровского эффекта, т. е. за счет относительного поступательного движения ядер. Обычно модифицирование достигается с помощью механических колебаний испытуемого образца относительно источника. Мессбауэровский спектр представляет собой график зависимости числа импульсов зондирующего 7-излучения, регистрируемого после его прохождения через испытуемый образец, от скорости Доплера. Скорость б, при которой достигается максимум поглощения, называется химическим или изомерным сдвигом. Величина сдвига является мерой различия в энергиях возбуждения ядер источника и поглотителя и пропорциональна разности электронных плотностей на ядрах. [c.215]

Последнее десятилетие характеризуется вторжением современных физических методов и аппаратуры в исследовательские лаборатории и нейрохирургические клиники, причем методов, не требующих хирургических вмешательств, как говорят, неразрушающего контроля работы мозга. Это и компьютерная томография, позволяющая путем просвечивания тела тонкими пучками рентгеновских лучей во многих направлениях и последующего обсчета на ЭВМ всей совокупности сигналов для каждого направления восстановить трехмерную картину распределения плотности, т.е. рентгеновский образ тела [213]. Распространение получает метод ЯМР-интроскопии (цойгматографии), позволяющий по магнитному ядерно-резонансному поглощению телом радиоволн в градиентных магнитных полях путем, опять-таки, обсчета очень большого числа отдельных измерений получить трехмерную картину распределения атомов, точнее, ядер определенного типа с резонирующим спином в этом теле [214]. Еще один метод заключается во введении в организм, например путем инъекции, химических веществ, содержащих изотоп, который, распадаясь, излучает гамма-кванты. Применяя множество детекторов излучения, можно по распределению направлений вылета гамма-квантов установить трехмерную картину тех областей в биообъекте, где происходит химическое связывание веществ, содержащих позитронно-активную метку, — это метод создания позитронных изображений [215]. Такими способами можно определить индивидуальные особенности строения мозга, распределение веществ и активность химических процессов, но не картину электрических явлений в мозге, лежащих в основе его функционирования. [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология