Гамма-квант энергия

Чем жестче лучи, тем больше их проникающая способность — аксиома, не требующая доказательств. Однако ученых, положившихся на эту аксиому, ожидал весьма любопытный сюрприз. Вдруг выяснилось, что гамма-лучи энергией более 1 млн. эв задерживаются свинцом не слабее, а сильнее менее жестких Факт, казалось, противоречащий очевидности. После проведения тончайших экспериментов выяснилось, что гамма-квант энергией более 1,02 Мэв в непосредственной близости от ядра исчезает , превращаясь в пару электрон — позитрон, и каждая из частиц уносит с собой половину затраченной на их образование энергии. Позитрон недолговечен и, столкнувшись с электроном, превращается в гамма-квант, но уже меньшей энергии. Образование электронно-позитронных пар наблюдается только у гамма-квантов высокой энергии и только вблизи от массивного ядра, то есть в элементе с большим атомным номером. [c.268]

Когда ядро остается в возбужденном состоянии, можно ожидать, что оно перейдет в более устойчивое состояние путем гамма-излучения. Именно поэтому гамма-излучение связано практически со всеми альфа- и бета-переходами. Так как гамма-лучи —это форма электромагнитного излучения, и поэтому не имеют заряда н массы покоя, то никакого изменения изотопной характеристики ядра в результате гамма-излучения не происходит. Гамма-излучение может быть трех видов. Первый из них — это простое испускание гамма-кванта. Второй вид — внутренняя конверсия. В довольно упрощенном виде внутренняя конверсия может быть представлена как столкновение испущенного фотона с электроном во внешней структуре атома. Предполагается, что в результате этого столкновения энергия фотона полностью передается электрону, который приобретает энергию, равную энергии начального фотона за вычетом энергии связи электрона. Однако вся простота этой картины исчезает, стоит только учесть малую вероятность такого столкновения. В действительности внутренняя конверсия — это процесс, конкурирующий с гамма-излучением он заключается в том, что электрон одного из электронных уровней атома испускается. Чаще всего испускается электрон с К- или -уровней, так как они наиболее близки к ядру. Отношение числа электронов конверсии к числу испускаемых фотонов называют коэффициентом внутренней конверсии. Так [c.408]

Позитрон был открыт в 1933 г. Андерсоном при изучении фотографий следа движения частиц в камере Вильсона. Он заметил частицу, которая вела себя в присутствии магнитного поля как частица, обладающая массой и величиной заряда электрона, но направление кривизны ее полета соответствовало положительно заряженной частице. Затем было найдено, что положительный электрон, или позитрон — обычная частица в распаде искусственно полученных радиоизотопов. Хотя поведение позитрона при распаде во многом аналогично поведению электрона, он существует только ограниченное время. После испускания в результате столкновений он замедляется и в конечном счете аннигилирует с электроном. Это приводит к появлению двух гамма-квантов, каждый из которых имеет энергию 0,511 /Иэв — энергию, эквивалентную массе покоя электрона. [c.401]

Е — энергия гамма-квантов, Мэв [c.242]

При столкновении позитрона с электроном обе частицы аннигилируют с образованием двух фотонов равной энергии. Какова длина волны этих фотонов Являются ли эти фотоны гамма-квантами [c.280]

Гамма-распад. При переходе из возбужденного энергетического состояния в устойчивое ядро атом высвобождает один или несколько квантов энергии, выделяющейся в виде -излучения. Гамма-лучи занимают определенный интервал спектра электромагнитных колебаний, отличаясь от рентгеновских лучей меньшей длиной волн. Гамма-излучение имеет весьма ярко выраженные волновые свойства у-лучи подвержены дифракции, интерференции и т. п. Все же целый ряд свойств позволяет рассматривать -излучение как корпускулярное, дискретное. Ниже рассматриваются некоторые из этих свойств. [c.56]

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]

Гамма-излучение—это поток фотонов (квантов энергии). При 7-излучении атомное ядро не изменяет ни заряда, ни массы. 7-Излучение является следствием перехода атомного ядра из возбужденного состояния в энергетически более устойчивое. Возбужденным ядро бывает после испускания а- или р-частицы. р-Распад ядер, как правило, сопровождается 7-излучением. ос-Из-лучение сопровождается последующим 7-излучением гораздо реже. Значительно реже встречаются другие виды радиоактивного распада, и мы ие будем иа них останавливаться. [c.43]

На протяжении веков человеку помогали усилить зрение комбинации стекол, линз, призм. Заглянуть внутрь, в невидимое помогают излучения. Их много — от гамма-квантов. высоких энергий до корпускулярных лучей. Непрозрачности для них практически не существует. Скажем, для лучей нейтрино прозрачен даже земной шар. В инфракрасной области излучений мы увидим, из чего состоит наша кровь. Большая часть тканей человеческого организма прозрачна в диапазоне 12—14 микрон. Внутрь металлов могут заглянуть ультразвук и высокоэнергетические кванты. Список можно продолжать долго... [c.9]

При рассмотрении физической стороны механизма радиационного повреждения смазочных материалов облучающие частицы можно разделить на две группы легкие и тяжелые. В первую группу входят бета-частицы (электроны), рентгеновские лучи, гамма-кванты и другие виды электромагнитных излучений. Взаимодействие легких частиц с веществом в диапазоне энергий, обычно используемых для изучения радиационных повреждений (/ 1 — 5 Мзв), происходит главным образом посредством ионизации и возбуждения атомов и молекул. [c.238]

Гамма-лучи, сопровождающие радиоактивный распад, идут из ядра, энергия которого почти в миллион раз превышает ту, что собрана во внешней оболочке атома. Естественно, что гамма-лучи неизмеримо энергичнее лучей световых. Встречаясь с веществом, фотон или квант любого излучения теряет свою энергию, этим-то и выражается его поглощение. Но энергия лучей различна. Чем короче их волна, тем оНи энергичнее, или, как принято выражаться, жестче. Чем плотнее среда, через которую проходят лучи, тем сильнее она их задерживает. Свинец плотен. Ударяясь о поверхность металла, гамма-кванты выбивают из нее электроны, на что расходуют свою энергию. Чем больше атомный номер элемента, тем труднее выбить электрон с его внешней орбиты из-за большей силы притяжения ядром. [c.268]

Облучение исследуемых проб приводит к образованию смеси радионуклидов различных химических элементов, входящих в пробу. Идентификацию отдельных радионуклидов осуществляют либо по их ядерно-физическим свойствам (энергия и вид испускаемых частиц, период полураспада), применяя для этих целей счетчики гамма-квантов и р-частиц и гамма-спек фо-метры [14], либо измеряя активность радионуклида в течение какого-то времени для установления его периода полураспада. Данные об интенсивности отдельных видов излучения, принадлежность которых установлена, используют для расчета содержания элементов в исследуемой пробе. [c.4]

Градуировку спектрометра по эффективности проводят следующим образом. В строго фиксированной геометрии измеряют гамма-спектр для каждого источника из набора ОСГИ. В каждом спектре определяют площадь пика полного поглощения для тех энергий гамма-излучения Ео, для которых в свидетельстве на ОСГИ приведен выход гамма-квантов. Все площади относят к единице времени. Для каждой -й гамма-линии с энергией o рассчитывают эффективность регистрации бо равную отношению плошали пика полного поглощения к числу гамма-квантов с энергией о,. испускаемых данным источником в 1 с. Число гамма-квантов должно быть взято из свидетельства на ОСГИ и пересчитано по формуле (4) на дату проведения градуировки спектрометра. По полученным [c.67]

Такое исследование без разрушения образцов называют инструментальным активационным анализом (ИАА). Если же при облучении пробы получается сложная смесь радионуклидов и ее невозможно расшифровать из-за совпадения или наложения близких по энергии гамма-квантов, то облученную пробу растворяют, проводят радиохимически чистое выделение отдельных элементов или группы элементов и затем по измеренной активности радионуклидов рассчитывают содержание элементов. Такой вариант называется активационным анализом с радиохимическим разделением. [c.5]

Возможен и другой случай, когда гамма-квант сталкивается с электроном, сообщает ему часть своей энергии и продолжает свое движение. Но после встречи он стал менее энергичным, более мягким , и в дальнейшем слою тяжелого элемента поглотить такой квант легче. Это явление носит название комптон-эффекта по имени открывшего его американского ученого. [c.268]

Существует немало излучателей с подобными энергетическими характеристиками, но одна особенность плутония-238 делает этот изотоп незаменимым. Обычно альфа-распад сопровождается сильным гамма-излучением, проникающим через большие толщи вещества. Ри — исключение. Энергия гамма-квантов, сопровождающих распад его ядер, невелика, защититься от нее несложно излучение поглощается тонкостенным контейнером. Мала и вероятность самопроизвольного деления ядер этого изотопа. Поэтому он нашел применение не только в источниках тока, но и в медицине. Батарейки с плутонием-238 служат источником энергии в специальных стимуляторах сердечной деятельности. [c.404]

При работе атомного реактора в результате деления ядер плутония или урана освобождается большая энергия. Освобождаемая энергия уносится осколками, нейтронами, электронами и гамма-квантами, и при торможении этих частиц превраш,ается в тепло, нагревая центральную часть реактора. Это тепло можно использовать для испарения воды или другой жидкости. Полученный пар приводит в движение турбину и связанный с ней генератор электрического тока. [c.113]

Мессбауэра эффект Явление, связ. с испусканием гамма-квантов малой энергии нек-рыми радиоакт. изотопами (железо-57, никель-61, цинк-67, олово-119) и последующей абсорбцией их др. ядрами. Прим. для иссл. св-в кристаллов, пов-сти ТВ. тел, экспресс-анализа руд и др. ТВ. тел. [c.125]

Для объяснения поведения полупроводника при гамма-облучении Веселовский сделал предположение о наличии механизма, аналогичного принятому для действия окиси цинка при фотохимическом образовании перекиси водорода. Он считает, что гамма-энергия в значительной степени превращается в энергию электронов полупроводника. Он охарактеризовал это явление коэффициентом умножения , который определяет увеличение числа возбужденных электронов в полупроводнике в расчете на поглощенный гамма-квант. Веселовский рассчитал, что в случае окиси цинка энергия, поглощенная при гамма-излучении из Со ° (1,23 Мэе), должна соответствовать коэффициенту умножения 4-105, ак как возбуждение электрона от валентной зоны до зоны проводимости требует 3 эв. Эта величина соответствует полосе поглощения окиси цинка, расположенной приблизительно при 3850 А. [c.187]

Радиоволны, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны. Скорость света, с = 2,9979-10 ° см с , связана с его длиной волны X и частотой V соотношением с = Ху. Волновое число у-это величина, обратная длине волны, V = 1/Х. Все нагретые тела излучают энергию (излучатель с идеальными свойствами дает излучение абсолютно черного тела). Планк выдвинул предположение, что энергия электромагнитного излучения квантована. Энергия кванта электромагнитного излучения пропорциональна его частоте, Е = км, где / -постоянная Планка, равная 6,6262 10 Дж с. Выбивание электронов с поверхности металла под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Квант света называется фотоном. Энергия фотона равна /IV, где V-частота электромагнитной волны. Зависимость поглошения света атомом или молекулой от длины волны, частоты или волнового числа представляет собой спектр поглощения. Соответствуюшая зависимость испускания света атомом или молекулой является спектром испускания. Спектр испускания атомарного водорода состоит из нескольких серий линий. Положения всех этих линий точно определяются одним общим соотношением-уравнением Ридберга [c.375]

При определенных условиях наблюдается испускание и поглощение гамма-квантов атомными ядрами ряда более тяжелых элементов, начиная с железа, без заметного изменения их энергетического состояния за счет энергии отдачи. Последняя распределяется между всеми атомами твердого вещества и, таким образом, снижается до величины, значительно меньшей очень малой естественной ширины возбужденных уровней, составляющей всего 10-10—10- 5 величины энергии возбуждения, и это позволяет наблюдать резонанс излучателя и поглотителя гамма-квантов — эффект Мёссбауэра. Важно то, что резонансная энергия гамма-квантов зависит от состава и электронной конфигурации твердого вещества. Это позволяет более глубоко изучать природу твердого вещества, определять его электронную структуру, валентное состояние элементов, находящихся в составе данного вещества. Излучателем и поглотителем гамма-квантов при излучении мёссбау-эровских спектров служат вещества, содержащие атомные ядра одного и того же элемента (например, атомы в возбужден- [c.133]

МЕССБАУЭРА ЭФФЕКТ — резонансное поглощение атомными ядрами энергии гамма-квантов, не сопровождающееся изменением их кинетической энергии. Открыт в 1958 г. Р. Л. Мессбауэ-ром. М. э. позволяет исследовать строение электронных оболочек, определять величины внутримолекулярных магнитных полей и др. М. э, до настоящего времени изучался для железа и олова, но принципиально его можно применять для всех ядер, которые тяжелее железа. [c.159]

В этих целях можно применить источ ник гамма-излучения. Но тут появляет ся новая проблема. Когда фотон с боль шой энергией, такой, как гамма-квант сталкивается с электроном, то имеет место эффект Комптона. Гамма-квант рассеивается электроном, и результирующий момент электрона будет порядка р = АД но, очевидно, что этот момент в некотором смысле является неопределенным. Для того чтобы увидеть электрон, необходимо, чтобы в микроскоп вошел рассеянный гамма-квант при этом чительной. Это, [c.43]

Вторая стадия — это превращение образованшегося дейтерия в ядро Не с выделением избытка энергии в виде гамма-кванта. Эта реакция протекает примерно за 6 сек [c.106]

Большинство авторов, опубликовавших экспериментальные данные о действии различных видов ионизирующих излучений (электронов, гамма-квантов, нейтронов, рентгеновского излучения и др.) на органические вещества, в том числе на минеральные и синтетические масла и жидкости для гидравлических систем, утверждает, что интенсивность изменения свойств облучаемых продуктов зависит от поглощенной дозы излучения, т. е. от количества энергии, поглощенного веществом, а неотвида действующего излучения [11. Однако известны и противоположные утверждения 161. [c.292]

В нейтронном АА в качестве источников нейтронов обьино используются ядерные реакторы, включающие весь спектр указанных выше энергий нейтронов, и генераторы нейтронов, дающие практически монохроматические нейтроны со средней энергией 14,5 МэВ (с большим выходом) по реакции + П —> Не + п. Находят применение также и ускорители электронов, в которых с помощью конверторов из тяжелых металлов W, Аи, U получают нейтроны с испарительным или делительным (с урановым конвертором) спектром со средней энергией около 2 МэВ. Используются и другие источнржи нейтронов, основанные на реакции Ве(а,и) С или на реакции (у,и) при облучении Ве гамма-квантами Ка или [c.6]

В основе фотоядерного метода анализа (ФМА) состава вещества лежит свойство атомных ядер при взаимодействии с гамма-квантами достаточно высоких энергий вступать в фотоядерные реакции, которые приводят к образованию новых ядер, отличающихся от исходных либо возбужденным состоянием, либо ну-клонным составом. Необходимым условием протекания фотоядерной реакции является превышение величины энергии гамма-кванта порогового значения для данного типа реакции. Известно большое количество типов фо-тоядерных реакций, различающихся по виду испускаемых в ходе реакции частиц. К наиболее распространенным относятся реакции (7,и), (7,у ), (У-2и), (у,пр), (у,а). Количественно фотоядерные реакции, как и реакции на нейтронах, характеризуются сечением, величина которого определяется вероятностью протекания реакции на ядрах данного типа при взаимодействии с гамма-квантами определенной энергии. В области энергии 10-20 МэВ сечение составляет 10 -10 см [36]. Для большинства атомных ядер наибольшее сечение имеет реакция (у,и), величина его растет с увеличением атомного номера нуклида. Вероятность протекания этой реакции возрастает также и с увеличением энергии кванта, достм ает максимума и затем спадает. Этот максимум в сечении фотоядерных реакций принято называть гигантским резонансом. [c.59]

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]

Ф( у) — плотность потока гамма-квантов, имеющих энергию Еу, /Уг — количество ядер стабильного изотопа в облучае1 ом образце. [c.60]

В зависимости от решаемой задачи поток нейтронов получают от маломощных радиоизотопных источников [2] или устройств типа ядерных реакторов [1]. В последнем случае образуются потоки большой интенсивности, которые формируют в нужном направлении коллиматором, уменьшающим также размеры эффективного фокального пятна. Нейтроны необходимых энергий выделяются с помощью металлических фильтров. Нейтронное излучение регистрируется также, как другие виды, на фотопленку с помощью экранов — преобразователей потока нейтронов в излучение, к которому она чувствительна, или способом переноса, когда изображение получают на листе из специального материала, актийируе-мого нейтронами, а затем снимается авторадиограмма с зтого листа. В зтом случае лист — промежуточный носитель информации — вынимается из зоны контроля, что устраняет влияние помех, например, в виде гамма-квантов, сопровождающих обычно нейтронное излучение. Ввиду сильного взаимодействия нейтронов с водородосодержащими материалами и другими элементами с малыми номерами (см. 7.5) при организации нейтронного радиографиро-вания следует обращать особое внимание на используемое оборудование, приспособления и тщательно вести подготовку к радио-графированию. Держатели, кассеты, маркировочные знаки и т. п. [c.338]

С использованием гамма-лучей связан фотонно-нейтронный метод анализа, основанный на измерении интенсивности нейтронного излучения, возникающего в результате ядерной реакции с гамма-квантами. Это специфический метод определения бериллия и дейтерия, поскольку энергия связи Щ1Ш0Н0В только в ядрах этих элементов меньще энергии гамма-квантов радиоактивного распада. Для всех остальных адер она больше, и для активации требуются ускорители. [c.379]

СУТЬ ЭФФЕКТА МЁССБАУЭРА. При переходе из возбужденного состояния (с повышенной энергией) в основное ядра элементов испускают в числе других лучей и гам.ма-излучение, причем ядра каждого элемента излучают гамма-кванты только определенной частоты. [c.213]

Если на пути гамма-квантов поместить ядра того же изотопа, но в основном состоянии, то они могут поглотить гаМма-квавты— и тогда поглотившее ядро переходит в возбужденное состояние. Для того чтобы это могло произойти, необходимо, чтобы падающий гамма-квант мог передать ядру энергию, точно равную разности энергий ядра в основном и возбужденном состояниях, не больше и ре меньше. Подобный процесс избирательного поглощения гамма-квантов называется резонансным. И казалось бы, что такое поглощение происходит очень часто, так как энергия испускаемого гамма-кванта должна быть равна разности энергий основного и возбужденного состояний. Однако это не так, ибо энергия гамма-квантов чуть-чуть меньше прп их испускании часть энергии расходуется на отдачу испускающего ядра (подобно отдаче при выстреле из ружья). [c.213]

Эту потерю энергии можно компенсировать с помощью эффекта Допплера, в частности нагреванием веществ. Раньше резонансное поглощение гамма-квантов исследовали таким методом. Ту же методику применял Мёссбауэр в начале своей работы. [c.213]

Для того чтобы точнее учесть побочные нерезонансные процессы, Мёссбауэр охладил вещества (он работал с ядрами 1г) до температуры яшдкого азота. При этом он ожидал, что резонансное поглощение уменьшится (из-за уменьшения скорости движения ядер и соответствующего уменьшения допплеровского смещения энергии гамма-квантов). Однако на самом деле оно резко увеличилось. [c.213]

Мёссбауэр понял, в чем причина. В твердых телах, кристаллах, где ядра жестко связаны в массе вещества, при достаточно низкой температуре отдачу воспринимает не отдельное ядро, а все вещество в целом. Поэтому потери энергии на отдачу исчезающе малы, и энергия испускаемого гамма-кванта точно равна разности энергии ядра в основном и возбужденном состояниях. [c.214]

Когда источник не двигался, то происходило поглощение, но Стоило начать двигать источник относительно поглотителя (скорость— несколько сантиметров в секунду), как резонанс нарушался из-за изменения энергии гамма-квантов (эффект Допплера) и их поглощение уменыпалось. На графике получался спектр резонансного поглощения — кривая с минимумом, соответствующим тому моменту, когда поглотилось больше всего гамма-квантов. [c.214]

Суть этого явления состоит в том, что некоторые радиоактивные ядра способны распадаться двояко — разными способами или с разными периодами полураспада. У протактиния-234 большинство ядер, испуская бета-чястипы (период полураспада 1,17 минуты), сразу же превращается в уран-234. Однако одно ядро из тысячи (точнее, 13 из 10 ООО) избирает другой путь. Испустив гамма-квант, оно превращается в новое ядро, тоже бета-активное, но отличающееся от прочих ядер протактиния-234 более низким уровнем энергии. Такое ядро более стабильно, и у этой разновидности протактиния-234 период полураспада равен 6,7 часа. [c.345]

Значительно многообразнее применение самого первого изотопа америция — Ат. Этот изотоп, распадаясь, испускает альфа-частицы и мягкие моиоэнергетические гамма-кванты. Их энергия — всего 60 кэВ. А энергия жестких гамма-квантов, например, испускаемых кобальтом-60, измеряется миллионами электронвольт. [c.413]

Справочник содержит основные характеристики всех стабильных и наиболее часто применяемых радиоактивных изотопов.. Цаются формулы и таблицы, характеризующие прохождения члектронов. легких и тяжелых ионов и гамма-квантов через различные хи.мические элементы в широком диапазоне энергий бомбардируюш,их частиц. Приведены формулы нерелятивистской кинематики ндерных реакций и таблицы пересчета углов и сечений из лабораторной системы координат в систему центра инерции. Дана классификация ядерных реакций, описаны детекторы ионизирующих излучений и изложены практические рекомендации по активационному анализу. [c.924]

Элементы первых групп Периодической системы можно определить, используя бомбардировку анализируемого об ьекта протонами с невысокой энергией. Такие протоны можно получать с помощью генератора Ван-дер-Граафа. Гамма-кванты, возникающие в результате реакции протонов с ядрами легких элементов, регистрируют соответствующей аппаратурой. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология