ВУЗ:
Составители:
3
I. Введение
Главная задача ядерной спектроскопии состоит в установлении схем
ядерных уровней и определении их квантовых характеристик. Знание схем
уровней является основной предпосылкой для получения каких - либо выводов о
характере и законах движения нуклонов . Эта задача решается с помощью
изучения спектров α -, β- и γ-лучей , спектров электронов внутренней конверсии,
а также опытов по угловой корреляции каскадных излучений , корреляции
направлений поляризации и угловым распределениям излучений
ориентированных ядер .
Однако, чтобы разобраться во всех особенностях внутриядерного
движения и связи между различными его видами, необходима более
многообразная информация о свойствах ядра. В связи с этим , помимо
отмеченных выше методов классической ядерной спектроскопии, в последние
десятилетия все шире развиваются новые методы , позволяющие определять
более тонкие, чем квантовые характеристики, свойства возбужденных
состояний ядер , такие как времена жизни, магнитные дипольные и
электрические квадрупольные моменты .
Наиболее богатую информацию из отмеченных новых направлений дают
исследования времени жизни возбужденных состояний . Эта величина особенно
чувствительна к деталям структуры ядра по двум причинам . Первая из них
состоит в том , что матричный элемент ядерного перехода сильно зависит от
свойств не одного (как в случае энергии или электромагнитных моментов ), а
двух состояний ядра, между которыми происходит переход. Вторая причина
заключается в квадратичной зависимости вероятности перехода (величина
обратная времени жизни) от матричного элемента.
Сильная зависимость времени жизни уровней от их природы , хорошо
проявляющаяся на опыте, непосредственно следует из теоретических формул,
даваемых разными ядерными моделями. Помимо исследования природы
уровней и выяснения роли различных квантовых чисел, знание времен жизни
позволяет определить некоторые важные ядерные параметры , такие как
внутренний электрический квадрупольный момент, а также коллективный и
одночастичный g-факторы в деформированных ядрах .
В связи с этими причинами в течение последних лет работы по
измерению времен жизни уровней и методы измерений развивались крайне
интенсивно. Эти работы привели к накоплению обширной информации и
внесли большой вклад в понимание свойств ядра.
Ввиду того что ядерные уровни, между которыми происходит
электромагнитный переход , могут отличаться как энергией , так и физической
природой и квантовыми характеристиками диапазон возможных значений
времен жизни, определяемых комбинацией свойств обоих уровней , оказывается
крайне широким - от величин порядка 10
-17
– 10
-18
до нескольких тысяч лет.
Длительно существующие ядерные состояния были впервые обнаружены в
1921г. О .Ханом среди естественных радиоактивных ядер и в 1935г.
И .В .Курчатовым с сотрудниками среди радиоактивных ядер , получаемых в
3
I. В ведени е
Глав ная задач а ядерной сп ектроскоп ии состоит в установ лении сх ем
ядерны х уров ней и оп ределении их кв антов ы х х арактеристик. Знание сх ем
уров ней яв ляетсяоснов ной п редп осы лкой дляп олуч ениякаких -либо в ы в одов о
х арактере и законах дв иж ения нуклонов . Э та задач а реш ается с п ом ощ ью
изуч ениясп ектров α-, β- и γ-луч ей , сп ектров электронов в нутренней конв ерсии,
а такж е оп ы тов п о углов ой корреляции каскадны х излуч ений, корреляции
нап рав лений п оляризации и углов ы м расп ределениям излуч ений
ориентиров анны х ядер.
О днако, ч тобы разобраться в о в сех особенностях в нутриядерного
дв иж ения и св язи м еж ду различ ны м и его в идам и, необх одим а более
м ногообразная информ ация о св ой ств ах ядра. В св язи с этим , п ом им о
отм еч енны х в ы ш е м етодов классич еской ядерной сп ектроскоп ии, в п оследние
десятилетия в се ш ире разв ив аются нов ы е м етоды , п озв оляющ ие оп ределять
более тонкие, ч ем кв антов ы е х арактеристики, св ойств а в озбуж денны х
состояний ядер, такие как в рем ена ж изни, м агнитны е дип ольны е и
электрич ескиекв адруп ольны ем ом енты .
Н аиболее богатую информ ацию изотм еч енны х нов ы х нап рав лений дают
исследов анияв рем ени ж изни в озбуж денны х состояний. Э та в елич ина особенно
ч ув ств ительна к деталям структуры ядра п о дв ум п рич инам . Перв ая из них
состоит в том , ч то м атрич ны й элем ент ядерного п ерех ода сильно зав исит от
св ойств не одного (как в случ ае энергии или электром агнитны х м ом ентов ), а
дв ух состояний ядра, м еж ду которы м и п роисх одит п ерех од. В торая п рич ина
заключ ается в кв адратич ной зав исим ости в ероятности п ерех ода (в елич ина
обратнаяв рем ени ж изни) отм атрич ного элем ента.
Сильная зав исим ость в рем ени ж изни уров ней от их п рироды , х орош о
п рояв ляющ аяся на оп ы те, неп осредств енно следует из теоретич еских форм ул,
дав аем ы х разны м и ядерны м и м оделям и. Пом им о исследов ания п рироды
уров ней и в ы яснения роли различ ны х кв антов ы х ч исел, знание в рем ен ж изни
п озв оляет оп ределить некоторы е в аж ны е ядерны е п арам етры , такие как
в нутренний электрич еский кв адруп ольны й м ом ент, а такж е коллектив ны й и
одноч астич ны й g-факторы в деформ иров анны х ядрах .
В св язи с этим и п рич инам и в теч ение п оследних лет работы п о
изм ерению в рем ен ж изни уров ней и м етоды изм ерений разв ив ались край не
интенсив но. Э ти работы п рив ели к накоп лению обш ирной информ ации и
в несли больш ой в клад в п оним аниесв ойств ядра.
В в иду того ч то ядерны е уров ни, м еж ду которы м и п роисх одит
электром агнитны й п ерех од, м огут отлич аться как энергией, так и физич еской
п риродой и кв антов ы м и х арактеристикам и диап азон в озм ож ны х знач ений
в рем ен ж изни, оп ределяем ы х ком бинацией св ойств обоих уров ней , оказы в ается
крайне ш ироким - от в елич ин п орядка 10-17 – 10-18 до нескольких ты сяч лет.
Д лительно сущ еств ующ ие ядерны е состояния бы ли в п ерв ы е обнаруж ены в
1921г. О .Х аном среди естеств енны х радиоактив ны х ядер и в 1935г.
И .В .К урч атов ы м с сотрудникам и среди радиоактив ны х ядер, п олуч аем ы х в
