Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гангрский Ю.П. -> "Ядра в лучах лазера" -> 18

Ядра в лучах лазера - Гангрский Ю.П.

Гангрский Ю.П., Марков Б.Н. Ядра в лучах лазера. Под редакцией Ерлыкина К.А. — M.: Знание, 1984. — 64 c.
Скачать (прямая ссылка): yadravlucgah1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 .. 22 >> Следующая


Известен ряд ядерных процессов, которые протекают в результате взаимодействия ядра с электронной оболочкой. К ним относятся электронный захват, поглощение ядром одного из электронов преимущественно из самой близкой к ядру K-оболочки и внутренняя конверсия Y-излучения, при которой энергия возбуждения ядра передается одному из электронов оболочки атома.

Скорость этих распадов будет в значительной мере

49

определяться состоянием электронной оболочки. В предельном случае полной ионизации атома такие распады вообще не могут происходить. Если это единственный способ распада ядра, то радиоактивное ядро оказывается стабильным. Например, если полностью ионизировать атом бериллия [Z=T-A) с радиоактивным ядром 7Be (оно распадается путем электронного захвата с периодом полураспада 56 дней), то это ядро, лишенное электронной оболочки, станет стабильным. С помощью мощного импульсного лазера уже удавалось полностью ионизировать атомы даже более тяжелые, чем бериллий (такие, как кислород, или неон), и это .дало возможность наблюдать указанное явление.

Такие же явления будут происходить и в случае внутренней конверсии у-излучения. При малой энергии у-переходов внутренняя конверсия протекает лишь на внешних, слабо связанных с ядром электронных оболочках. Например, в ядре 97Tc энергия у-перехо^а 2,7 кэВ и конверсия происходят на L- и более высоких оболочках, а в ядре 235U (E = 70 эВ) — на Р-оболочке. В этих случаях для прекращения распада требуется лишь частичная ионизация атома.

Если же энергия ?- или у-перехода достаточно велика и процесс идет в основном на /(-оболочке, ионизация или возбуждение верхних оболочек также оказывает влияние на его скорость. При этом, однако, скорость распада меняется незначительно, как правило, не более чем на доли процента. Здесь наблюдается тот же эффект, что и при изменении химического состояния вещества. Исследование его позволит выделить более тонкие детали ядерной структуры. Использование лазеров существенно расширяет возможности этих исследований, так как с помощью лазерного излучения можно избирательно возбуждать различные состояния электронной оболочки и детально изучать их влияние на ядерные процессы.

Ионизация радиоактивных атомов иногда довольно значительно увеличивает скорости ?-перехода. В этом случае электрон, вылетевший из ядра, может занимать свободные состояния в электронной оболочке, что дает выигрыш в энергии перехода. Этот вышрыш соответствует энергии связи электрона в атоме и в тяжелых ядрах может составлять более 100 кэВ. Ясно, что повышение энергии перехода приведет к увеличению СКО-

БО

рости распада. Более того, при этом могут появиться и новые каналы распада — переходы па возбужденные уровни дочернего ядра, что еще более увеличит скорость распада.

Одним из примеров такого роди может служить ?-распад 187Re в 187Os. Энергия ?-перехода составляет всего 2,7 кэВ, поэтому время жизни ядра 187Re очень велико — 5•1O10 лет и он существует в природе. Если ионизировать атомы рения вплоть до L-оболочки, то станет возможным ?-распад на уровни этой оболочки. Энергия ?-распада возрастет до 15 кэВ и появятся ?-переходы на первый возбужденный уровень дочернего ядра 187Os (его энергия — 9,7 кэВ). В результате этого, согласно теоретическим расчетам, время жизни 187Re сократится до 104 лет, т. е. будет наблюдаться увеличение скорости распада в 106 раз.

Другой интересный случай — электронный захват 163Ho с переходом в 163Dy (время жизни — 7•1O3 лет). Энергия ?-распада составляет всего 2,6 кэВ, поэтому захват электрона возможен лишь с M- и более высоких оболочек. Ионизация атомов Но, естественно, сделает невозможным электронный захват. В то же время ионизация дочерних атомов Dy сделает возможными ?-ne-реходы в свободные состояния электронной оболочки, так как выигрыш энергии при этом больше, чем энергия ?-распада 163Ho—163Dy. Таким образом, ионизация атомов в этой цепочке распада меняет направление распада: для нейтральных атомов произойдет захват электрона с переходом 163Ho в 163Dy, а для ионизированных — ?-распад 163Dy в 163Ho. Время жизни зависит от степени ионизации атомов и при большой ионизации будет менее одного года.

Исследование процесса ?-распада ядер, входящих в состав ионизированных атомов, представляет интерес не только для физики атомного ядра, но и для астрофизики. В недрах звезд вещество находится в состоянии плазмы, и ядерные процессы идут в ионизированных атомах.

Влияние электронной оболочки атома на ядерные процессы может проявиться и с другой стороны. При заполнении электронами ближайших к ядру оболочек выделяется сравнительно большая энергия. Она равна энергии связи электрона на данной оболочке, значения ее для тяжелых атомов превышают 100 кэВ. Эта эиер-

51

гия выше энергии нижних уровней целого ряда ядер (для 238U она составляет 44 кэВ, а для 235U — всего 70 эВ). Возможна передача ядру энергии, выделяющейся при заполнении электронных оболочек атома (явление, обратное рассмотренной выше внутренней конверсии Y-переходов). Этот процесс уже наблюдался для ряда ядер (187Os, 235U). Лазерное излучение, способное привести к сильной ионизаиии электронной оболочки, позволит и здесь заметно расширить круг исследований.
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 .. 22 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed