Мессбауэровские ядра

Впервые выражение, определяющее угловую зависимость ядерной амплитуды рассеяния для случая магнитно-дипольного сверхтонкого расщепления уровней мессбауэровского ядра было получено в работе [3]. Дальнейшее развитие этих представлений позволили автору работы [4] получить выражение, представляющее в явном виде зависимость ядерной амплитуды рассеяния (угловую и энергетическую) для любых случаев сверхтонких взаимодействий. Ядерная амплитуда рассеяния монохроматических у-квантов энергии падающих в направлении ко и имеющих поляризацию (То, после рассеяния в направлении ку с поляризацией О/ имеет следующую энергетическую и угловую зависимость (относительно осей сверхтонкого взаимодействия) [c.231]

Ядерный гамма-резонанс (эффект Мессбауэра) позволяет получать ценную информацию о строении электронных оболочек атомов, содержащих мессбауэровские ядра. Существенным недостатком метода является ограниченность числа элементов, практически доступных для исследования. В настоящей работе сделана попытка преодолеть это ограничение, используя результаты мессбауэровских измерений на ядрах 5п 9 и 5Ь 21 атомов олова и сурьмы, входящих в состав соединений, а также на ядрах Ре примесных ато.мов железа в качестве критерия применимости различных подходов при теоретическом расчете эффективных зарядов атомов в соединениях рассматриваемого типа. [c.148]

Когда мессбауэровские ядра вводят в объект исследования, энергии изомерных переходов изменяются в результате взаимодействия их с электронами решетки. Это значит, что энергии переходов в источнике и поглотителе отличаются — спектр ЯГР не наблюдается. Для изменения частоты источника в нужной области Мессбауэр использовал эффект Доплера . При перемещении источника волн относительно поглотителя со скоростью хю частота меняется согласно уравнению [c.192]

По причинам практического порядка очень важно, чтобы излучение источника происходило за счет нерасщепленного мессбауэровского перехода с шириной линии, по возможности близкой к естественному значению, так как при наличии сверхтонких структур и в источнике, и в поглотителе получаются очень сложные спектры. Возможность получения нерасщепленного излучения источника ограничивается двумя обстоятельствами, одно из которых ядерного, а второе электронного происхождения. В том случае, когда требуется избежать мультиплетности перехода, кристаллическая решетка не должна приводить к появлению градиента магнитного или электрического поля в области мессбауэровского ядра. Градиента магнитного поля можно избежать, применяя диамагнитные вещества (или парамагнитные с малым временем спиновой релаксации). Во избежание градиента электрического поля мессбауэровские ядра должны находиться в узлах решетки с кубической или близкой к ней точечной симметрией. Первое из этих требований выполнить несложно однако для многих элементов, например для тантала, значительно труднее подобрать подходящее соединение с решеткой, в которой имеются положения с кубической симметрией. В соединениях многих мессбауэровских элементов положения, в которых находятся центральные атомы, имеют низкую точечную симметрию, в результате чего у ядер возникает градиент электрического поля. [c.263]

При образовании химических связей (или при их изменении) доля з-орбитали на атоме мессбауэровского ядра, равно как и их экранирование другими электронами, естественно, меняются. Это создает возможность определить параметры химических связей по виду спектра. Такая возможность была реализована в работах [320, [c.179]

По снятым спектрам можно провести расчет магнитного момента возбужденного состояния мессбауэровского ядра, если известен магнитный момент основного состояния [6]. Для магнитного момента основного состояния нами было взято значение—1,04 цв [6]. Магнитный момент возбужденного состояния получился равным 0,724 0,089 ,1в. В работах [1, б, 7] были получены значения для магнитного момента возбужденного состояния, равные соответственно 0,78 0,08, 0,672 0,025 и 0,75 0,08 цв- [c.142]

В этом разделе основное внимание обращается на эффекты флуктуаций сильных полей сверхтонкого взаимодействия, которые воздействуют на мессбауэровские ядра в парамагнитных ионах. До тех пор пока большинство ранних мессбауэровских исследований магнитной сверхтонкой структуры ограничивалось упорядоченными магнитными системами (ферро- и антиферромагнетиками), обычно признавали [1], что действительно статические поля сверхтонкого взаимодействия также существуют и в парамагнитных системах при достаточно низких температурах или низких концентрациях магнетиков. Такие поля давно использовались, например, в работах по ориентации ядер и адиабатическому размагничиванию. И только совсем недавно методика эффекта Мессбауэра была использована для изучения парамагнитной сверхтонкой структуры. [c.437]

Мессбауэровское ядро, вообще говоря, может иметь и квадрупольный и магнитный моменты. Взаимодействие квадрупольного момента с градиентом электрического поля на ядре обычно описывается гамильтонианом отнесенным к главной оси градиента электрического поля [c.444]

Некоторые ядерные превращения, предшествующие испусканию мессбауэровских у-лучей, могут сильно воздействовать на электронную оболочку мессбауэровского ядра. Последовательность событий здесь такая. В результате распада ядра путем электронного захвата (например, Со) или в результате внутренней конверсии у-излучения из атома выбрасывается внутренний электрон — обычно электрон /С-оболочки. Вакансия в /С-оболочке заполняется электронами внешних оболочек, что сопровождается испусканием рентгеновских лучей и процессом Оже [ПО]. При испускании рентгеновских лучей вакансия перемещается в направлении внешней электронной оболочки, при этом избыток энергии освобождается в виде электромагнитного кванта. В процессе Оже образуются дополнительные вакансии, так как, хотя один электрон из внешней оболочки заполняет вакансию во внутренней оболочке, из атома выбрасывается другой электрон, который уносит избыток энергии. [c.483]

Эффект Мессбауэра имеет непосредственное отношение к тем процессам испускания и поглощения у-лучей, в которых квантовое состояние твердого тела остается неизменным. Однако предшествующие процессы ядерного превращения или кулоновское возбуждение могут передать кинетическую энергию мессбауэровскому ядру и его окружению. Это может вызвать локальный разогрев, возбуждение локальных решеточных ветвей колебаний или даже смещение атома из его положения в решетке. [c.492]

Для наблюдения резонансного поглощения гамма-квантов и получения мессбауэровских спектров, кроме отличной от нуля вероятности эффекта Мессбауэра, необходима идентичность состояний мессбауэровских атомов, включающих мессбауэровские ядра в источнике излучения и поглотителе. Эта идентичность нарушается, если пара источник — поглотитель содержит ядра в отличных состояниях (например, в различных химических формах, магнитных полях, при различных температурах и т.д.). Настройка в резонанс осуществляется в МС при изменении энергии испускаемого или поглощаемого гамма-кванта с помощью относительного движения источника и поглотителя с некоторой скоростью V. При этом происходит изменение энергии за счет эффекта Доплера [c.94]

По ряду причин (подробнее см. [310—312]) эффект Мессбауэра в настоящее время можно наблюдать на ограниченном числе элементов, преимущественно второй половины таблицы Д. И. Менделеева. Для легких элементов очень большие частоты ядерных переходов ( 300 Кэв) в сочетании с малой массой ядра делают вероятность эффекта неиаблюдаемо малой. До сих пор эффект наблюдался на ядрах изотопов калия, железа, германия, олова, теллура, иода, золота, многих других металлов, криптона, ксенона, почти всех лантанидов и большого числа актинидов (Мр, Ра, и). Из этого перечня видно, что большинство элементов, имеющих мессбауэровские ядра, образуют в то же время координационные (комплексные и металлорганические) системы, и это обстоятельство выявляет особую значимость у-резонансной спектроскопии для координационной химии. [c.178]

В адсорбционном варианте МС источником излучения служит радиоактивный источник, включающий мессбауэровские ядра в возбужденном состоянии, например для исследования железосодержащих образцов Со, который в результате радиоактивного превращения, называемого К-захва-том, образует ядра Ре в возбужденном состоянии с энергией 136,4 кэВ. Это состояние затем превращается в основное состояние ядра или образует промежуточное состояние с энергией 14,4 кэВ, которое и используется в МС Ре. Эмиссионный вариант требует введения в исследуемый образец радиоактивной метки, например Со, и, таким образом, исследуемый образец выступает в виде источника излучения, а в качестве поглотителя применяется стандартный образец. Исследуемое излучение затем регистрируется детекторами пропорциональными счетчиками, тонкими сцинтилляторами или полупроводниковыми датчиками. [c.95]

Характер зависимостей для колебаний смещения мессбауэровского ядра от времени (по К. В. Шайтану, 1982) [c.295]

Измеряя вероятность поглощения без отдачи в различных условиях температуры и влажности, можно оценить величину смещения ядра мессбауэровского атома, т. е. получить амплитудную характеристику его подвижности. Нормальный белок обладает характерной температурной зависимостью f (T) с изломом, что говорит о кооперативном характере размораживания внутренней подвижности при температурах излома. Сухой белок такими свойствами не обладает, а скорее напоминает обычное твердое тело, где увеличение х с температурой носит монотонный характер. При температурах 77 - 200 К мессбауэровские ядра колеблются с малыми амплитудами (0,1 А), а при высоких температурах появляются более крупномасштабные смещения (0,3 - 0,6 А). Увеличение [c.108]

Увеличение вязкости среды приводит к росту Тс т. е. к уменьшению скорости диффузии. Отсюда можно понять влияние температуры на внутримолекулярное движение в белке и, в частности, зависимость среднеквадратичного смещения мессбауэровского атома от температуры (см. рис. 9.5). При низких температурах Тс очень велико, и при поглощении у-кванта мессбауэровское ядро не успевает сместиться за время пребывания в возбужденном состоянии. В этом случае происходит поглощение у-кванта без отдачи (/ 1). Наоборот, в области высоких температур, где г и Тс малы, ядро успевает сместиться и / падает. Таким образом, при повышении температуры в точке излома температурной кривой (см. рис. 9.5) изменяется величина Тс, которая становится ниже критического значения. По температурной зависимости / (7) можно найти величины [c.113]

Как было показано в п. 1 настоящей главы, ядерная амплитуда рассеяния /, существенно зависит от угла между пучком падающих у-квантов и направлением сверхтонких полей на мессбауэровских ядрах. Такая зависимость позволяет использовать резонансное рассеяние для изучения магнитной и электрической структуры крнсталлог. [c.239]

Можно считать, что взаимодействие мессбауэровского ядра с окружением в матрице описывается тремя крайними случаями 1) электрическое монопольное (сдвиг одиночной линии) 2) электрическое квадруполъное (расщепление на две линии) 3) магнитное дипольное (шесть линий). Строгое теоретическое описание эффекта Мессбауэра возможно лишь на основе квантовомеханических представлений, что выполнено в единичных случаях. [c.207]

Возможность использования дифракции мессбауэровского излучения для исследования структуры кристаллов определяется тем, что некоторые мессбауэровские ядра имеют у Излучение с длинами волн от нескольких десятых долей до сотых долей нм, т. е, соответствующее по длине волн применяемому в других дифракционных методах. Дифракция мессбауэровского излучения на кристаллах вперв1ые наблюдалась на изотопах Ре, 5п и Те, имеющих длины волн 7-излучения соответственно 0,086 0,052 0,035 нм. [c.208]

Вследствие сложности экспериментальной техники и ограниченного набора ядер, способных к мессбауэров-скому взаимодействию, ядерную С. начали использовать для исследования полимеров лишь недавно. Метод м. б. использован для изучения химич. строения катализаторов и механизма инициирования при твердофазной полимеризации природы химич. связей мессба-уэровских ядер, входящих в макромолекулы поверхностных явлений на границе раздела полимер — субстрат, если в последнем имеются мессбауэровские ядра (напр., адгезии полимеров к субстратам, содержащим металлы) локальных магнитных полей вблизи атомов железа, входящего в виде малых примесей в состав природных полимеров (ДНК и ее комплексов с белками) свойств армированных пластиков, наполнитель к-рых одержит мессбауэровские ядра (напр., стеклопластиков, если в состав стекла входят атомы Sn или W). [c.235]

Спектр может также усложняться в результате процесса радиоактивного распада, который обязательно предшествует мессбауэ-ровскому -(-переходу. Мессбауэровское ядро может образоваться [c.264]

По этой причине спектроскопия Мессбауэра в принципе пригодна для изучения происходящих при сольватации изменений. Однако ее практическое применение в значительной степени ограничено тем, что эффект Мессбауэра обнаруживается только для веществ в твердом состоянии, когда мессбауэровские ядра настолько прочно зажаты в кристаллической рещетке, что возможно испускание и поглощение у-лучей без отдачи. [c.135]

Ес1ш время парамагнитной спиновой релаксации больше обратной частоты ларморовской прецессии магнитного момента атомного ядра, а также больше среднего времени жизни возбужденного состояния мессбауэровского ядра, то в мессбауэровском спектре должно появиться магнитное сверхтонкое расшепление. Однако при измерениях [c.150]

Высокая чувствительность эффекта Мессбауэра позволяет наблюдать магнитное расщепление уровней мессбауэровского ядра в результате взаимодействия его магнитного момента возбужденного и основного состояния с эффектин-ным магнитным полем. [c.139]

Впервые оптическое параметрическое излучение вг одномерной среде с периодической вдоль некоторого направления диэлектрической проницаемостью исследовали Файнберг и Хижняк [89]. Рассмотрение явления образования фотонов при пролете частицы через среду с периодической в пространстве диэлектрической проницаемостью проведено Тер-Микаэляном [63. 64]. В [74] было обращено внимание на то, что эффекты аномального прохождения могут радикально изменить спектральные свойства излучения, образованного частицей в толстом кристалле. Классическая теор ия параметрического излучения в толстом кристалле, когда важны эффекты, обусловленные аномальным прохождением, была построена автором и Феранчуком [75—77, 81], Гарибяном и Ян Ши [78, 79]. Детальный анализ, проведенный в [75—77, 81], позволил не только найти общие выражения для спект-рально-угловых распределений излученных фотонов, на также получить явные выражения для числа квантов, испущенных частицей в дифракционный пик, а также проанализировать процесс излучения в кристаллах, со держащих мессбауэровские ядра. Формулы для числа квантов, образованных частицей, аналогичные [75—77], были впоследствии найдены в [80]. [c.93]