Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2" -> 106

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 — Саров, 2003. — 212 c.
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentalnieproblemit22003.djvu
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 159 >> Следующая


426

Los Alamos Science Number 26 2000
Методика ТСРП

(а)

(б)

Фотоэлектрон

Рентгеновской

Поглощающий атом

излучфе

Фотоэлектрон

Энергия рентгеновского излучения (кэВ)

Рис. 2. Поглощение рентгеновского излучения

(а) Поглощающий атом (голубого цвета) показан в окружении нескольких других атомов (красного цвета). Когда энергия рентгеновского излучения больше, чем энергия связи одного из электронов остова поглощающего атома, электрон высвобождается, (б) Эта схема энергетических уровней поглощающего атома показывает первые несколько орбиталей электрона остова: 1S, 2S, 2Р1/2, 2Р3/2. Потенциал ионизации обозначен E0. При поглощении фотона с энергией E электрон претерпевает переход в несвязанное состояние в континууме и по закону сохранения энергии приобретает кинетическую энергию (Е - E0). (в) Резкие скачки в этом упрощенном представлении спектра поглощения - это края полос поглощения, которые соответствуют возбуждению электрона конкретной орбитали. Край полосы поглощения, образовавшийся вследствие возбуждения электрона 1S, называется К-краем, а возбуждения менее сильно связанных электронов 2S, 2Р1/2, 2Р3/2 называются соответственно краями L1, L2, L3

В процессе поглощения электрон переходит из начального связанного состояния в конечное несвязанное состояние, которое находится выше потенциала ионизации атома E^. (Этот электрон часто называют фотоэлектроном, поскольку он высвобождается в процессе фотопоглощения.) Если мы предполагаем, что один электрон поглощает всю энергию фотона, тогда по закону сохранения энергии фотоэлектрон освобождается с кинетической энергией (Е - E0).

При энергиях рентгеновского излучения, достижимых на современных синхротронах - выходящих за пределы 10 кэВ - электрон испускается из одной из низколежащих орбиталей атома (орбиталей IS, 2S, 2Ру2 или 2Р3/2). Край поглощения, связанный с возбуждением IS электрона, называется К-краем, а с возбуждениями менее сильно связанных 2S, 2Р1/2 и 2Р3/2 электронов называются соответственно краями L1, L2, и L3.

Энергии К-края поглощения плутония и других актиноидов превышают 100 кэВ, что трудно получить экспериментальным путем. Кроме того, электроны К-оболочки имеют меньшее сечение поглощения, чем электроны

L-оболочки. Таким образом, исследования актиноидов методом ТСРП обычно выполняются на краях L2 и L3. Энергия края поглощения L3 плутония изменяется в диапазоне от 18,056 до 18,061 кэВ, в зависимости от состояния окисления иона плутония.

Рис. 3 показывает край поглощения L3 у платины, полученный при измерениях на тонкой платиновой фольге. Спектр имеет многочисленные небольшие колебания со стороны высоких энергий края поглощения. Как объясняется в следующем разделе, эти колебания являются результатом того, что локальное окружение атомов влияет на вероятность поглощения фотона рентгеновского излучения атомами мишени. Это влияние мало: при 500 эВ от края разница между коэффициентом поглощения |і элемента в образце и коэффициентом поглощения [Iq свободного атома может составлять только несколько десятых долей процента. Хотя измерить столь малые изменения трудно, стабильный высокий поток фотонов из синхротрона позволяет выполнить это точно и аккуратно.

Колебания, которые начинаются при энергии на 30 эВ выше пиковой

энергии края поглощения и продолжаются до энергии 1000 эВ, известны под названием РТСРП (расширенная тонкая структура поглощения рентгеновского излучения). В этой области кинетическая энергия фотоэлектрона больше, чем энергия его взаимодействия с близко расположенными атомами, которая составляет - 3 эВ. Локальное окружение, таким образом, лишь незначительно возмущает конечное состояние большинства фотоэлектронов, и мы можем применить теорию возмущений для построения физической теории, лежащей в основе РТСРП. Такая работа была начата в 30-х годах, и к началу 60-х годов была разработана достаточно полная теория. Метод РТСРП учитывает большинство параметров локальных структур, таких как расстояние R до соседних атомов, количество N и атомный номер Z атомов.

Узкая область, которая начинается вблизи края поглощения и простирается до энергий на 30 эВ выше пиковой также показывает структуру КСРП (структура вблизи края поглощения рентгеновского излучения). В этой области фотоэлектрон имеет меньшую кинетическую энергию и его взаимодей-

Number 26 2000 Los Alamos Science

427
Методика ТСРП

Энергия рентгеновского излучения (кэВ)

Рис. 3. Типичный спектр ТСРП

В спектре ТСРП платиновой фольги небольшие колебания изменяют начальный коэффициент поглощения свободного атома ц0, представленный пунктирной линией. Небольшие пики и уступы, которые меняют край полосы поглощения и простираются на 30 эВ за его пределы, известны под названием структуры КСРП (структура вблизи края поглощения рентгеновского излучения). Область КСРП содержит информацию о потенциале ионизации и состоянии окисления химических веществ и часто представляет свойства, характерные для конкретных молекулярных структур. Колебания, которые начинаются приблизительно на 30 эВ выше края поглощения, называются структурой РТСРП (расширенная тонкая структура поглощения рентгеновского излучения). Область РТСРП содержит информацию о структуре, такую как расстояние, тип и число соседних атомов
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed