химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

ля наблюдения эффекта Мессбауэра.

Во-первых, должен происходить процесс релаксации возбужденных ядер с испусканием у-излучения и в нем должна участвовать достаточная часть ядер, так как возможны и другие релаксационные процессы, например с эмиссией электронов.

Во-вторых, энергия у-квантов должна лежать в пределах 10< В-третьих, период полураспада мессбауэровского возбужденного ядра должен лежать в пределах К100 не, т. е. время жизни состояния (мессбауэровского уровня) должно быть достаточно большим, чтобы принцип неопределенности не мог сильно сказываться на измерении Ет, но и достаточно малым, чтобы получались достаточно интенсивные и широкие линии,

Co (t1i2-27QgH)

5п &1/2'245дн)

1 2

1 2 121.91TO В

(TOT)

И»

65,Ь2кэВ\

$n*(tji?l8,TTHU)

1F9

23,88 кэВ

Sn

Рис. V.3. Схемы радиоактивного распада с образованием мессбауэровских

атомов 57Fe (а) и 119Sn (б)

так как очень узкие линии трудно или даже невозможно наблюдать.

В-четвертых, у излучателя (мессбауэровского возбужденного ядра) должен быть долгожнвущий предшественник—материнский радиоактивный изотоп, достаточно удобный в обращении. Распад этого изотопа должен проходить через стадию образования мессбауэровского уровня.

Наконец, основное состояние изотопа должно быть устойчиво, а сечение поглощения должно быть достаточно велико. Необходимо или достаточное природное содержание этого изотопа, или возможность легко проводить обогащение.

На рис. V.3, а в качестве примера представлена схема широко используемого в мессбауэровской спектроскопии распада радиоактивного материнского изотопа 57Со с образованием при захвате электронов возбужденных состояний изотопа 57F* и переходом ядер в основное состояние 57Fe. Изотоп 57Со доступен (получают в циклотроне) и удовлетворяет как материнский изотоп четвертому условию. Из верхнего возбужденного состояния 57Fe* меньшая часть; ядер (9%) непосредственно переходит в основное состояние 57Fe с испусканием у-квантов высокой энергии, а большая часть (91%) — в более низкое возбужденное состояние (мессбауэровский уровень)» удовлетворяющее третьему условию, из этого состояния и осуществляется мессбауэровский переход. Изотоп 57Fe в основном состояний удовлетворяет последнему условию, и хотя его природное содержа* ние всего около 2%, этого достаточно. Именно такое ядро и является партнером мессбауэровского возбужденного ядра, т. е. погло^ щает испущенный им у-квант, переходя при акте ЯГР в возбужден* ное состояние.

На рис. V.3, б в качестве другого примера представлен распад радиоактивного олова с образованием промежуточного мессбауэровского уровня, удовлетворяющего необходимым требованиям. Аналогичные явления наблюдаются и для многих других элементов с порядковыми номерами от 25 до 96 (см., например, табл. V. 1), имеющих подходящие изотопы в соответствии с указанными условиями. Энергия ядерных переходов более легких элементов слишком высоки.

Для химии эффект Мессбауэра, как уже отмечалось, важен тем, что энергия ядерного перехода Ег, а значит, и энергия испускаемого или поглощаемого у-кванта Еу зависят не только от самого ядра (изотопа элемента), но и от других факторов. Это прежде всего электронное окружение ядра, а также внутренние и внешние электрические и магнитные поля. В качестве источника у-излучения и его поглотителя в мессбауэровской спектроскопии используются разные вещества. Таким образом, ядра одного и того же изотопа в источнике и поглощающем веществе находятся, вообще говоря, в разном окружении, т. е. ЕТ(цСт)фЕТ{Т10ГЛ^ а энергия испускаемого у-кванта ?\>(ист) такова, что он не может быть поглощен ядром поглотителя, Ец11С1)фЕЧ(р0ТП) и явление ЯГР не происходит.

Настройка источника монохроматического у-излучения для получения мессбауэровских спектров может достигаться за счет эффекта Допплера. Дело в том, что Еу{гЛСГ) включает как составляющую энергию этого эффекта (см. выше зависимость Еу от ED и от скорости движения ядра), и ее можно в некотором интервале варьировать, двигая с какой-то скоростью v источник относительного поглощающего вещества. Это движение модулирует частоту у-квантов, и, когда энергия фотона Ey=hv' становится равной ?Т(погл), он поглощается ядром поглотителя, т. е. происходит ЯГР. Чем больше скорость движения источника в направлении поглотителя ( + ?>)> тем больше Еу. Наблюдаемые в мессбауэровской спектроскопии разности энергии AEf~ |?т(ИСт)—Еу(иоТЛ)\ соответствуют относительным скоростям движения порядка миллиметра в секунду, которые легко осуществляются и точно измеряются.

Таким образом, мессбауэровский спектр регистрируется, как показанная на рис. V.4 кривая зависимости интенсивности поглощения у-излучения от скорости движения источника относительно поглощающего вещества, которая фактически эквивалентна зависимости от энергии или частоты у-квантов. Значение скорости движения источника, соответствующее максимум

страница 46
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Скачать книгу "Физические методы исследования в химии" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
цветные линзы с диаметром 14.5 мм
крышные рекламные установки
Поселок Усово-плюс
женский хор турецкого концерты в москве в 2017 году

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.11.2017)