Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Гамма-излучение ядер. Электрические и магнитные гамма-переходы

    Изменения состояний атомных ядер, сопровождающиеся испусканием или поглощением -квантов, называют  -переходами. Примерные границы периодов полураспада для -переходов от 10^-19 с до 10¹⁰ лет. Энергии -переходов изменяются от нескольких кэВ до нескольких МэВ
    Законы сохранения энергии E, момента количества движения (спина) J и четности P при -переходах в атомных ядрах требуют выполнения следующих соотношений:

E_i = E_f ++ T_R, _i = _f + ,  P_i = P_fP,

где E_i, E_f, _i,_f, P_i, P_f  - энергии, спины и четности начального и конечного состояний ядер,,P - энергия, спин и четность фотона, T_R - кинетическая энергия ядра отдачи:

где E₀ = E_i - E_f - энергия  -перехода, M_R - масса ядра отдачи.
    Полный момент количества движения фотона J называется мультипольностью. Значение спина фотона J_min = 1. Поэтому, полный момент J уносимый фотоном может принимать целочисленные значения 1, 2, ... (кроме нуля).
    Различают электрические (EJ)  и магнитные (MJ) переходы. Е1 - электрический дипольный переход, М1 - магнитный дипольный переход, Е2 - электрический квадрупольный переход и т.д.
    Для электрических переходов четность определяется соотношением

P = (-1)^J.

    Для магнитных переходов -

P = (-1)^J+1.

  В случае -перехов большой диапазон периодов полураспада объясняется сильной зависимостью вероятности -перехода от энергии и мультипольности переходов. Период полураспада T_1/2-переходов зависит от мультипольности перехода J и длины волны излучения .

Для электрических переходов EJ -	,
для магнитных переходов MJ  -	,

 

где R - радиус ядра.

Эффект Комптона Ускорение электронов по схеме разрезного микротрона или сходной с ней в настоящее время используется для генерации пучков электронов большой энергии в непрерывном режиме. Дело в том, что ускорители, как правило, работают в импульсном режиме, т. е., например, электроны в них ускоряются в течение короткого временнoго промежутка дельтаt, когда возможно ускорение, после чего следует сравнительно длительная пауза для возврата в режим нового цикла ускорения.