Эффект Мёссбауэра. Изотов В.В - 14 стр.

Таблица 2. Основные ядерные характеристики мессбауэровского изотопа 57Fe.
Еγ - энергия гамма-перехода, α - коэффициент внутренней конверсии гамма-
перехода, σ0 - максимальное сечение резонансного поглощения, (R12 - R02)/R02 -
изменение радиуса ядра, μ(I0=1/2) и μ(I1=3/2) - ядерные магнитные моменты
основного и первого возбужденного состояний, соответственно, Q(I1=3/2) -
квадрупольный момент ядра в 1-ом возбужденном состоянии.

Еγ, кэВ   α     σ0, см2      (R12 - R02)/R02    μ(I0=1/2),   μ(I1=3/2),   Q(I1=3/2)
                                                μN           μN           См2
14,41     8,2   2,56 10-18   -3,6 10-7          0,0906       -0,1553      +0,21 10-24

    Необходимо подчеркнуть, что теория сверхтонких взаимодействий сложна
и в рамках данной задачи будут приводиться лишь конечные результаты
расчетов. В приложении к задаче даны более расширенные объяснения.

3.3.1 Изомерный сдвиг.

    Атомное ядро находится в поле окружающих его электронов. Энергию их
электростатического зваимодействия можно вычислить, рассматривая
однородно-заряженное сферическое ядро, находящееся в облаке своих
s-электронов.
    Изменения плотности s-электронов, которое может возникнуть, например,
вследствие      изменения         валентности,       приводят       к       изменениям
электростатического взаимодействия и, как следствие, к сдвигу ядерных
уровней.
    Это взаимодействие, по аналогии с квадрупольным взаимодействием,
можно назвать монопольным электрическим взаимодействием.
    Однако, обычно используется термин "изомерный сдвиг", так как эффект
зависит от разности радиусов ядра в основном и изомерном (возбужденном)
состоянии. Иногда также используется термин “химический сдвиг”.
    Этот сдвиг пропорционален произведению электронной плотности в
области ядра ρ(0) на разность квадратов средних радиусов ядра для
возбужденного и основного состояний, Δ= R12 - R02. В ядре 57Fe для
уровней I1 = 3/2 и I0 = 1/2 =-3,6 ⋅10-7, (R12 - R02)/ R02= -3,6 ⋅10-7.
    В мессбауэровской спектроскопии абсолютные энергии гамма-переходов не
измеряются; измеряется лишь разность между энергиями перехода в источнике
и поглотителе. Если источник и поглотитель изготовлены из различных
веществ, то электронные плотности на ядрах мессбауэровского изотопа, как
правило, также отличаются. В результате энергии гамма-переходов в источнике
и поглотителе будут различны, и максимум резонансного поглощения будет
наблюдаться при некоторой доплеровской скорости, компенсирующей различия
в энергиях гамма-переходов (рис.8). Разница в энергии гамма-переходов для
различных веществ является изомерным сдвигом, IS. Величина изомерного
сдвига дается следующим выражением:
    IS = Ea-Es = (2π/3) Z⋅e2⋅[ρa(0)-ρs(0)]⋅[R12-R02]                        (8)
где ρa(0) и ρs(0) - электронные плотности в области ядра для поглотителя и
источника соответственно, eZ – заряд ядра.


                                           14