Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний педагогічний університет імені В. Г. Короленка

Кафедра загальної фізики

«γ-випромінювання ядер»

Підготувала студентка фізико-математичного факультету групи Ф-52

Прудка Ірина Іванівна

Полтава-2009

ЗМІСТ

УМОВИ γ-ВИПРОМІНЮВАННЯ

ІЗОМЕРИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

УМОВИ γ-ВИПРОМІНЮВАННЯ

Ще на першому етапі дослідження радіоактивних явищ було встановлено, що в складі радіоактивного випромінювання крім заряджених α і β є й нейтральна складова. Ця незаряджена складова радіоактивного випромінювання, яка дістала назву гамма-променів, має електромагнітну природу і відрізняється від рентгенівських променів тільки довжиною хвилі.

До гамма-променів належить електромагнітне випромінювання в інтервалі довжин хвиль 10-8-10-11 см. γ-промені виникають при випромінюванні природних і штучних радіоактивних елементів, а також при гальмуванні заряджених частинок, їх розпадах тощо. Завдяки короткій довжині хвилі хвильові властивості в гамма-променів виявляються менше, ніж корпускулярні. Тому часто визначають не довжину хвилі гамма-променів, а їх енергію. Природні радіоактивні елементи випромінюють гамма-промені з енергією порядку кількох МеВ, при ядерних реакціях можна дістати гамма-промені з енергією порядку 10 МеВ, а в прискорювачах заряджених частинок навіть порядку 1 ГеВ.

Гамма-випромінювання супроводить процес розпаду, але не є розпадом ядра. У процесі гамма-випромінювання число нуклонів у ядрі не змінюється і ядро просто переходить з одного збудженого стану в інший.

Встановлено, що γ-випромінювання випускається дочірнім (а не материнським) ядром. Дочірнє ядро в момент свого утворення, виявившись збудженим, за час приблизно 10-13-10-14 с, значно зменшує час життя збудженого атома (приблизно 10-8 с), переходить в основний стан з випусканням гамма-випромінювання. Повертаючись в основний стан, збуджене ядро може пройти через ряд проміжних станів, тому гамма-випромінювання одного й того ж радіоактивного ізотопу може містити кілька груп гамма-квантів, що відрізняються одна від одної енергією.

Спектр гамма-випромінювання є лінійчатим і дискретним. Дискретність γ-спектра має принципове значення, оскільки є доказом дискретності енергетичних станів атомних ядер. Якщо Еі і Еf – значення енергії ядра в початковому і кінцевому станах, то енергія гамма-кванта: Еγ=Еi-Ef.

При випромінюванні також повинен справджуватись і закон збереження спіну. Якщо ji і jf ― значення спіну у відповідних станах, то гамма-квант повинен забрати з собою момент імпульсу L, що дорівнює L=|ji-jf|.

Нехай існує нестабільне ядро ZXA, для якого енергетичний баланс дозволяє шляхом β-розпаду перехід у стабільне ядро Z+1XA. Але ядро характеризується ще значенням свого спіну і парності. З теорії випливає, що розпади, при яких спін дуже змінюється, заборонені (або мають дуже малу ймовірність). Тому коли спін нестабільного ядра ZXA дуже відрізняється від спіну ядра Z+1XA в основному стані, то розпад ядра ZXA в основний стан Z+1XA заборонений. Ядро ZXA може перейти в збуджений стан ядра Z+1XA, а перехід ядра Z+1XA до свого основного стану здійснюється шляхом γ-випромінювання (рис. ............