ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.02.2019
Просмотров: 6167
Скачиваний: 1
γ-излучение ядер
Переходы, вызванные перераспределением магнитных моментов нуклонов -
магнитные переходы
М
(дипольные
- M1,
квадрупольные
-
М2
и т.д.).
Радиационные переходы, вызванные перераспределением электрических зарядов
в ядре - электрические
E
(
E1
-
дипольные
(J
γ
= 1)
,
Е2
-
квадрупольные
(J
γ
= 2)
,
и
т.д.).
Состояние свободно распространяющегося электромагнитного поля с
определенным полным моментом и четностью называется
мультиполем.
J
γ
= 1
-
дипольное,
J
γ
=
2
– квадрупольное,
J
γ
= 3
-
октупольное и т.д.
J
l
s
Для фиксированного
J: l=J±1, J.
Фотон – квант векторного поля → внутренняя четность
π
=-1
Полная четность:
1
( 1)
( 1)
l
l
P
Для фотонов с определенным
J
– разные
l
, соответственно – разные четности.
1
,
( 1)
1,
( 1)
J
J
l
J P
l
J
магнитные фотоны
электрические фотоны
P
m
=0 → фотоны продольно поляризованы:
J n
s
γ-излучение ядер
f
i
i
f
i
f
f
i
f
i
f
J
J
J
J
J
J
J
или
и
J
P
л
P
P
P
P P
и
Законы сохранения
J
и
P
в электромагнитных взаимодействиях:
J
1
→ переходы
0→0
с испусканием фотона запрещены.
Правила отбора по четности:
1
( 1)
( 1)
J
i
f
J
i
f
дл
P P
E
я
фотонов
для
фотоно
J
в
J
P P
M
Если спин одного из уровней J=0:
Вероятность γ-перехода
Константа электромагнитного взаимодействия
теория возмущений: вероятность радиационного перехода:
Решение: поле излучения движущихся зарядов можно представить в виде ряда
сферических функций вида.
2
*
2
;
'
f
i
dn
w
M
M
H
d
dE
2
1 137
1
e
c
(
)
0
( , )
i kr
t
A r t
A e
0
0
;
,
/ ;
f
i
единичный вектор поляризации
A
A
k
p
E
E
Если разложить в ряд и опустить зависимость от координат и углов, то от первого
члена ряда, соответствующего дипольному излучателю и кванту с моментом
l≈1
,
остается множитель
R/
.
Второму члену ряда
l=2 → (R/
)
2
, l-му -
(R/
)
l
.
Для
Е
~1 МэВ
и
A~100
:
13
6
2
27
10
6 10 1.6 10
10
2
2 10
3 10
рядсходится
R
RE
c
Т.к. вероятность
w~ |М|
2
,
для фотона с
l
,
2
2 /3
2
( )
( / )
l
l
l
w l
R
A
E
2
4
(
1) / ( )
( / )
10
w l
w l
R
Основной вклад дают переходы с наименьшими
l
(
может быть
l≠1
из-за правил отбора)
Вероятность γ-перехода
Тот же подход можно применить и для магнитных мультиполей. Однако в этом
случае структура
H
будет определяться магнитными моментами. При равных
l
интенсивность магнитного излучения оказывается в
(d/μ)
2
раз меньше
электрического.
d
– электрический момент ядра, а
μ
-
магнитный.
Для
A~100
:
2
2
3
10
10
/
N
N
m cR
eR
e
m c
1
( 1)
( 1)
E
M
l
i
f
l
i
f
электические мультиполи
магнитные
P
P
му
P
льтиполи
P
Особенности
-
излучения,
1) снижение вероятности
-
перехода с ростом
l
;
2) относительно меньшая вероятность магнитных переходов по сравнению с
электрическими при
l=const
;
3) правила отбора по моменту и четности.
P
i
/P
k
|
l|
0
1
2
3
-1
E1; M2
E1; M2
M2; E3
E3; M4
1
M1; E2
M1; E2
E2; M3
M3; E4
J
i
-J
f
=0,±1
Внутренняя конверсия
Энергия возбуждения → прямо орбитальному электрону → конверсия
γ
-
квантов.
С наибольшей вероятностью внутренняя конверсия происходит на электронах
ближайших к ядру
K-
и
L
-
оболочек:
T
ei
= E* − I
i
2
. .
( *
)
i
ei
я о
Q
m
m c
I
T
T
Спектр электронов внутренней конверсии дискретный в отличие от спектра
электронов β-распада.
Вероятность внутренней конверсии уменьшается с увеличением энергии возбуждения
ядра и увеличивается с увеличением мультипольности γ-перехода и увеличением
заряда ядра Z.
Коэффициент внутренней конверсии:
...
e
K
L
M
N
N
Парная конверсия
2
2
. .
( *
)
e
я о
e
e
Q
m
m c
m c
T
T
T
2
2
. .
. .
0
( *
)
2
1.022
п к
e
Tя о
Q
m
m c
m c
МэВ