3. परमाणु भूभौतिकी के तरीके।

1) रेडियोमेट्रिक तरीके। वे प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षेत्रों या प्राकृतिक रेडियोधर्मी तत्वों का अध्ययन करते हैं।

एरियल γ-शूटिंग

वायु से चट्टानों के γ-क्षेत्र का अध्ययन। रेडियोधर्मी और गैर-रेडियोधर्मी (जिसके लिए रेडियोधर्मी के साथ एक आनुवंशिक संबंध स्थापित किया गया है) तत्वों की खोज के लिए भूवैज्ञानिक मानचित्रण, गलती क्षेत्रों और विवर्तनिक दोषों के अध्ययन के लिए विधि का उपयोग किया जाता है। विधि का बहुत उच्च प्रदर्शन है। एक कार्य दिवस के दौरान 200 किमी2 तक कवर किया जा सकता है। इस लिहाज से यह तरीका महंगा नहीं है। विधि के महत्वपूर्ण नुकसान भी हैं:

1) विधि की उथली गहराई;

2) ढीले जमा परिरक्षण की उपस्थिति में कम संवेदनशीलता;

3) उच्च ऊंचाई पर उड़ान भरते समय कम संवेदनशीलता।

हालाँकि, यह विधि व्यवहार में बहुत व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

ऑटो-γ-शूटिंग

हवाई γ-सर्वेक्षण के साथ इस विधि में काफी समानता है और समान समस्याओं को हल करने के लिए व्यावहारिक रूप से इसका उपयोग किया जाता है। इसके वही नुकसान और वही फायदे हैं। शूटिंग रूट हो सकती है, एरियाल हो सकती है। मार्ग प्रकृति में टोही है, आमतौर पर क्षेत्र के सामने किया जाता है। क्षेत्र अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, यह आमतौर पर आशाजनक क्षेत्रों में किया जाता है। और एयरो-γ-विसंगति का विवरण देते समय।

पैदल यात्री γ-शूटिंग

γ-सर्वेक्षण का सबसे सरल प्रकार। इसका उपयोग उन सभी समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है जिनके बारे में हम पहले ही बात कर चुके हैं, लेकिन बड़े पैमाने पर और विस्तार से। इसका उपयोग दुर्गम क्षेत्रों में काम करते समय किया जाता है जहां कार या हवाई जहाज का उपयोग करना असंभव है। इसका उपयोग गैर-विशिष्ट भूवैज्ञानिक टीमों (भूभौतिकीविद् नहीं, बल्कि भूवैज्ञानिक) में भी किया जाता है।

उत्सर्जन शूटिंग

यह मिट्टी की हवा में या चट्टानों से निकाली गई हवा में रेडियोधर्मी गैसों (उत्सर्जन) की सांद्रता का अध्ययन है। रेडियोधर्मी परिवारों में क्षय होने पर रेडियोधर्मी गैसें बनती हैं:

ये गैसें लगातार चट्टानों में बनती रहती हैं, क्योंकि वहां उनके पूर्वज मौजूद होते हैं। विधि का उपयोग रेडियोधर्मी यूरेनियम और थोरियम अयस्कों की खोज के लिए किया जाता है; भ्रंश क्षेत्रों, विवर्तनिक गड़बड़ी का अध्ययन करने के लिए; रॉक फ्रैक्चर और कमजोर क्षेत्रों (कार्स्ट, भूस्खलन) से जुड़ी कई इंजीनियरिंग-भूवैज्ञानिक समस्याओं को हल करने के लिए; पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के लिए (रेडॉन के लिए)।

यूरोनोमेट्रिक सर्वेक्षण (लिथोगेकेमिकल)

यह आधारशिला या ढीली चट्टानों में यूरेनियम की मात्रा का अध्ययन है। यह विधि जियोकेमिकल वालों की है। यह यूरेनियम के लिए एक सीधा तरीका है। चट्टानों में यूरेनियम की मात्रा लगभग 10-5 - 10-4% है, यह तथाकथित भू-रासायनिक पृष्ठभूमि है। कुछ निकायों में, एकाग्रता कुछ प्रतिशत तक बढ़ सकती है और एक अयस्क शरीर बनता है। अयस्क निकाय अपक्षय प्रक्रियाओं के अधीन होता है और इसके चारों ओर प्रकीर्णन का एक घेरा बन जाता है। चित्र 9.2। इसलिए, शूटिंग में बिखराव के प्रवाह की खोज होती है, फिर बिखराव का प्रभामंडल होता है। शूटिंग के दौरान चट्टानों के सैंपल लिए जाते हैं। इन नमूनों का विश्लेषण पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में आने पर ल्यूमिनेसिस के लिए सोडियम फ्लोराइड NaF की संपत्ति पर आधारित है।

रेडियोहाइड्रोजियोलॉजिकल सर्वे (हाइड्रोजियोकेमिकल सर्वे)

यह पानी में रेडियोधर्मी तत्वों, और अक्सर यूरेनियम, रेडियम और रेडॉन की सामग्री का अध्ययन है। यह इस तथ्य पर आधारित है कि रेडियोधर्मी तत्व, विशेष रूप से रेडियम, ऑक्सीकरण वातावरण में बहुत अच्छी तरह से माइग्रेट करते हैं और इसलिए जमा से ही लंबी दूरी तक पहुंचाए जाते हैं। इसके कारण, "अंधा" (गहराई पर झूठ, वे दिखाई नहीं दे रहे हैं) अयस्क निकाय पाए जाते हैं, 50-70 मीटर तक गहरे और पहाड़ी क्षेत्रों में और भी अधिक।

जैव भू-रासायनिक सर्वेक्षण

पौधों की राख में रेडियोधर्मी तत्वों की मात्रा का अध्ययन। या ऐसे पौधों को खोजना जो किसी भी तत्व से अनुकूल या निराशाजनक रूप से प्रभावित हों। एक उत्कृष्ट उदाहरण: कुछ प्रकार के ओस्ट्रोग्लस केवल उच्च सेलेनियम सामग्री वाली मिट्टी पर बढ़ते हैं। सेलेनियम यूरेनियम का उपग्रह है। बेशक, यह विधि किसी भी मुख्य विधि के संयोजन में की जाती है। रेडियोधर्मी तत्वों की सामग्री का निर्धारण करते समय, आइसोलाइन में एक नक्शा बनाया जाता है, पृष्ठभूमि निर्धारित की जाती है और उसका विश्लेषण किया जाता है।

भू-रासायनिक विधियों का नुकसान विश्लेषण की जटिलता और उच्च लागत है। सकारात्मक गुण सटीकता और अधिक गहराई हैं।

2) परमाणु भूभौतिकीय तरीके

ये ऐसी विधियाँ हैं जिनमें चट्टानों को या तो γ-स्रोत या न्यूट्रॉन स्रोत से विकिरणित किया जाता है, और ये क्षेत्र जो चट्टान से होकर गुज़रे हैं, या ऐसी विकिरण के दौरान उत्पन्न होने वाली घटनाओं का अध्ययन किया जाता है।

गामा गामा विधि

यह एक स्रोत से γ-क्षेत्र का अध्ययन है जो चट्टान से होकर गुजरा है। इसका उपयोग चट्टानों के घनत्व (जीजीएम-पी) और माध्यम की प्रभावी परमाणु संख्या (जीजीएम-एस) का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इस पद्धति के साथ-साथ अधिकांश परमाणु भूभौतिकीय विधियों का उपयोग लॉगिंग संस्करण में किया जाता है, जो प्राकृतिक घटना में पैरामीटर निर्धारित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। जब चट्टानों को γ-स्रोत से विकिरणित किया जाता है, तो तीव्रता में कमी चट्टानों की सामग्री संरचना और घनत्व में परिवर्तन से जुड़ी होती है। मूल रूप से, ये दो कारक विकिरण की तीव्रता को प्रभावित करते हैं। यह स्थापित किया गया है कि कॉम्पटन प्रभाव मुख्य रूप से रॉक घनत्व में बदलाव से जुड़ा है। जबकि भौतिक संरचना व्यावहारिक रूप से प्रभावित नहीं करती है। इसलिए, चट्टानों के घनत्व का अध्ययन करने के लिए, मध्यम ऊर्जा (0.5 से 1.5 MeV तक) के γ-क्वांटा के स्रोत का उपयोग किया जाता है। कम ऊर्जा के साथ, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रबल होगा, और उच्चतर के साथ, जोड़े का निर्माण होगा

एक्स-रे रेडियोमेट्रिक विधि (आरपीएम या आरआरके)

इसमें कम-ऊर्जा गामा क्वांटा के साथ चट्टानों का विकिरण और परिणामी विशेषता एक्स-रे विकिरण का पंजीकरण शामिल है। इसका उपयोग सामग्री संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, अर्थात। अधिकांश तत्वों के विश्लेषण के लिए z>30 के साथ-साथ कुछ तत्वों के लिए z = 20 - 30, अधिकांश धातुओं के निर्धारण के लिए। विधि इस तथ्य पर आधारित है कि जब चट्टानों को कम ऊर्जा (5 - 120 केवी) के γ-क्वांटा से विकिरणित किया जाता है। इस मामले में, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के साथ, 10-5 - 10-12 सेमी की तरंग दैर्ध्य के साथ विशिष्ट एक्स-रे विकिरण उत्पन्न होता है। इसके अलावा, एबॉन्ड/ईγ अनुपात में वृद्धि के साथ विकिरण घटना की संभावना बढ़ जाती है। Ebonds खोल पर एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा है। यह अंश सही है। प्रत्येक तत्व के लिए कनेक्शन कड़ाई से परिभाषित हैं, इसलिए, एक व्यक्तिगत तत्व के अध्ययन के लिए, उत्सर्जक का सख्ती से चयन करना चाहिए।

परमाणु गामा अनुनाद विधि (NGR)

यह विधि Mössbauer प्रभाव पर आधारित है, जो इस तथ्य में निहित है कि जब कुछ नाभिकों में कम ऊर्जा (50 keV से कम) के γ-क्वांटा के साथ विकिरणित किया जाता है, तो फोटोअवशोषण के साथ, गुंजयमान अवशोषण और γ-क्वांटा का प्रकीर्णन होता है। इस प्रभाव को मोसबाउर प्रभाव कहा जाता है। विशेष रूप से, टिन Mössbauer नाभिक है, इसलिए विधि का उपयोग cassiterite SnO2, आइसोटोप Sn119 को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, कुछ लैंथेनाइड्स Mössbauer नाभिक हैं: 66Dy161 (डिस्प्रोसियम), 68Er151 (एर्बियम)। Fe57। तरल नाइट्रोजन तापमान (-194°C) पर बहुत सारे नाभिक Mössbauer नाभिक होते हैं।

फोटोन्यूट्रॉन विधि (गामा-न्यूट्रॉन विधि GNM)

इसमें उच्च-ऊर्जा γ-क्वांटा के साथ विकिरणित चट्टानें और उत्पन्न होने वाले न्यूट्रॉन क्षेत्र को दर्ज करना शामिल है। नाभिक के अंदर न्यूट्रॉन परमाणु बलों द्वारा बंधे होते हैं, लेकिन जब उच्च-ऊर्जा γ-क्वांटा से विकिरणित किया जाता है, तो न्यूट्रॉन नाभिक से बाहर निकल जाते हैं।

न्यूट्रॉन-न्यूट्रॉन विधि (एनएनएम, एनएनके)

न्यूट्रॉन के साथ चट्टानों का विकिरण और इस क्षेत्र का चट्टान के माध्यम से गुजरने के बाद अध्ययन। इसका उपयोग न्यूट्रॉन-अवशोषित तत्वों की सामग्री का अध्ययन करने और चट्टानों के कुछ भौतिक गुणों (मुख्य रूप से सरंध्रता गुणांक) का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। जब न्यूट्रॉन पदार्थ से गुजरते हैं, तो पहले उन्हें धीमा कर दिया जाता है और फिर न्यूट्रॉन-अवशोषक तत्वों द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। विशेष रूप से, बोरॉन, क्लोरीन, आयोडीन, मैंगनीज, आदि। यह अक्सर क्षेत्र संस्करण और लॉगिंग दोनों में प्रयोग किया जाता है। विधि का उपयोग अक्सर अच्छी तरह से लॉगिंग में किया जाता है।

न्यूट्रॉन गामा विधि

यह एनएनएम के साथ बहुत आम है, क्योंकि समान न्यूट्रॉन स्रोतों का उपयोग किया जाता है, और परिणामी गामा क्षेत्र को मापा जाता है। एनएनएम जैसी लगभग समान समस्याओं को हल करने के लिए विधि का उपयोग किया जाता है: चट्टानों के भौतिक गुणों का अध्ययन, सरंध्रता गुणांक का अध्ययन और न्यूट्रॉन-अवशोषित तत्वों का अध्ययन।

सक्रियण विश्लेषण

यह परमाणु भूभौतिकीय तरीकों में से एक है। इसमें γ-क्वांटा या एन के स्रोत के साथ चट्टानों के स्थिर तत्वों को विकिरणित करना और परिणामी रेडियोधर्मी समस्थानिकों के क्षय की दर का अध्ययन करना शामिल है। इस विश्लेषण के आधार पर, परिणामी रेडियोधर्मी समस्थानिक निर्धारित किया जाता है, जोखिम के स्रोत को जानकर, चट्टान में निहित प्रारंभिक, गैर-रेडियोधर्मी समस्थानिक निर्धारित किया जाता है। और इस तत्व के संदर्भ माप के आधार पर, इस गैर-रेडियोधर्मी समस्थानिक की सांद्रता भी निर्धारित की जाती है। और तत्व के समस्थानिक के कुल मिश्रण में इस समस्थानिक की व्यापकता को जानकर तत्व की सांद्रता स्वयं निर्धारित होती है।

नाभिक की ऊर्जा परिमाणित होती है। जब नाभिक उत्तेजित अवस्था से जमीनी अवस्था में जाता है, तो ऊर्जा वाला एक फोटॉन उत्सर्जित होता है। इसका एक और संभावित अर्थ ई असीम रूप से निस्तेज मुक्त नाभिक के लिए ऊर्जा के बराबर हैइसके जमीनी और उत्तेजित राज्यों की ऊर्जाओं के बीच का अंतर: . रिवर्स प्रक्रिया एक जेड-क्वांटम के अवशोषण के करीब ऊर्जा के साथ मेल खाती है।

उत्तेजित होने पर, समान नाभिक का एक समान स्तर पर सेट, उत्सर्जित फोटॉनों की ऊर्जा को औसत मूल्य के आसपास एक निश्चित फैलाव की विशेषता होगी।

चित्र 1.13 इलेक्ट्रिक क्वांटा (ए) के उत्सर्जन और अवशोषण के साथ क्वांटम संक्रमण और ऑप्टिकल (बी) और परमाणु (सी) मामलों में उत्सर्जन और अवशोषण लाइनों की उपस्थिति को दर्शाने वाली योजना।

अवशोषण बैंड के समोच्च को उत्सर्जन बैंड के समोच्च के समान संबंध द्वारा वर्णित किया गया है (चित्र। 1.13)। यह स्पष्ट है कि ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम के विद्युत विकिरण के गुंजयमान अवशोषण का प्रभाव, जब ऑप्टिकल क्वांटा अंतर्निहित करने के लिए उत्साहित परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण के दौरान उत्सर्जित होता हैई विद्युत स्तर एक ही प्रकार के परमाणुओं वाले पदार्थ द्वारा प्रतिध्वनित रूप से अवशोषित होते हैं। स्थैतिक गुंजयमान अवशोषण की घटना पूरी तरह से देखी जाती है, उदाहरण के लिए, सोडियम वाष्प पर।

दुर्भाग्य से, मुक्त नाभिकों पर गुंजयमान परमाणु अवशोषण की घटना नहीं देखी जाती है। इसका कारण यह है कि भारी नाभिकों (परमाणुओं) का मॉडल, जब रिकॉइल के संबंध में ऊर्जा हानि कम होती है, ऑप्टिकल अनुनाद के लिए मान्य होता है और परमाणु के लिए पूरी तरह से अनुपयुक्त होता है। परमाणु संक्रमण में उत्सर्जित गामा किरणें महत्वपूर्ण रूप से उच्च ऊर्जा है - 10s और सैकड़ों keV(दृश्यमान क्षेत्र के क्वांटा के लिए कई दसियों eV की तुलना में)। तुलनीय जीवन काल के लिए और, तदनुसार, परमाणु मामले में विद्युत और परमाणु स्तरों की प्राकृतिक चौड़ाई के निकट मूल्य, उत्सर्जन और अवशोषण में पुनरावृत्ति ऊर्जा और भी अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है:

जहां नाभिक की पुनरावृत्ति गति है, उत्सर्जित-क्वांटम की गति के निरपेक्ष मान के बराबर है, m नाभिक (परमाणु) का द्रव्यमान है।

इसलिए, ऑप्टिकल मामले में, मुक्त नाभिक पर अनुनाद नहीं देखा जाता है (चित्र देखें। 1.13 बी और सी)। रूडोल्फ मोसबाउर, आईआर क्रिस्टल में पाए जाने वाले आईआर आइसोटोप द्वारा उत्सर्जित -क्वांटा के अवशोषण का अध्ययन कर रहे हैं, भविष्यवाणियों के विपरीत पारंपरिक सिद्धांत, बिखराव में वृद्धि-क्वांटा कम तापमान पर (T≈77K)। उन्होंने दिखाया कि देखा गया प्रभाव इर परमाणुओं के नाभिक द्वारा -क्वांटा के गुंजयमान अवशोषण से जुड़ा हुआ है और इसकी प्रकृति का स्पष्टीकरण दिया।

Mössbauer प्रभाव पर प्रयोगों में, उत्सर्जन (या अवशोषण) बैंड को स्वयं नहीं मापा जाता है, लेकिन अनुनाद अवशोषण घटता (Mössbauer बैंड)। रसायन विज्ञान और ठोस अवस्था भौतिकी में परमाणु गामा अनुनाद की विधि का अनूठा कार्यान्वयन इस तथ्य से उचित है कि मोसबाउर रेंज एल के घटकों की चौड़ाई गुंजयमान रेखाएँ चुंबकीय की ऊर्जाओं से कम होती हैंऔर इसके आसपास के इलेक्ट्रॉनों के साथ नाभिक की इलेक्ट्रॉनिक बातचीत। Mössbauer प्रभाव घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला का अध्ययन करने का एक शक्तिशाली तरीका है जो इन अंतःक्रियाओं को प्रभावित करता है।

जी में मोसबाउर प्रभाव को देखने के लिए एक सरल योजना संचरण ज्यामितिएक स्रोत, एक अवशोषक (अध्ययन के तहत सामग्री का एक संकीर्ण मानक) और एक जी-रे सेंसर (चित्र। 1.14) शामिल हैं।

चावल। 1.14 मोसबॉयर प्रयोग की योजना: 1 - इलेक्ट्रोडायनामिक वाइब्रेटर, जो स्रोत वेग के विभिन्न मूल्यों को निर्धारित करता है; 2 - मोसबाउर स्रोत; 3 - मोसबाउर आइसोटोप के नाभिक युक्त अवशोषक; 4 - अवशोषक जी-क्वांटा (आमतौर पर आनुपातिक काउंटर या फोटोमल्टीप्लायर) के माध्यम से पारित सेंसर।

-किरणों के स्रोत में कुछ गुण होने चाहिए: इसमें नाभिक का लंबा आधा जीवन होना चाहिए, जिसके क्षय की स्थिति में एक गुंजयमान समस्थानिक का एक नाभिक उत्तेजित अवस्था में पैदा होता है। मोसबाउर संक्रमण की ऊर्जा अपेक्षाकृत छोटी होनी चाहिए ( ताकि रिकॉइल ऊर्जा परमाणु और क्रिस्टल जाली के नोड को विस्थापित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा से अधिक न हो), उत्सर्जन रेखा संकीर्ण है (यह उच्चतम रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है) और पृष्ठभूमि-मुक्त उत्सर्जन की संभावना बड़ी है। ज्यादातर मामलों में, आर-क्वांटा का स्रोत प्रसार एनीलिंग के माध्यम से लोहे के मैट्रिक्स में मोसबाउर आइसोटोप को पेश करके प्राप्त किया जाता है। मैट्रिक्स सामग्री डाया- या पैरामैग्नेटिक (परमाणु स्तरों के चुंबकीय विभाजन को बाहर रखा गया है) होना चाहिए।

पन्नी या पाउडर के रूप में पतले मानक अवशोषक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। मानक की वांछित मोटाई निर्धारित करते समय, मोसबाउर प्रभाव की संभावना को ध्यान में रखना आवश्यक है (बिना दाग वाले लोहे के लिए, सबसे अच्छी मोटाई ~ 20 माइक्रोन है)। सबसे अच्छी मोटाई मैं एक संकीर्ण अवशोषक के साथ काम करने की आवश्यकता के बीच एक समझौते का परिणाम हैऔर उच्चतम अवशोषण प्रभाव है। सिंटिलेशन और आनुपातिक काउंटरों का अधिक व्यापक रूप से पंजीकरण करने के लिए उपयोग किया जाता है - क्वांटा जो मानक के माध्यम से पारित हो गए हैं।

गुंजयमान अवशोषण रेंज (या मोसबॉयर रेंज) प्राप्त करने से अनुनाद मानदंड में बदलाव का तात्पर्य है, -क्वांटा की ऊर्जा को संशोधित करना क्यों आवश्यक है। मौजूदा समय मॉडुलन विधि आधारितडॉपलर प्रभाव पर (ज्यादातर मामलों में, अवशोषक के सापेक्ष आर-क्वांटा के स्रोत की गति निर्धारित होती है)।

डॉपलर प्रभाव के कारण आर-क्वांटम की ऊर्जा मान से बदल जाती है

अवशोषक के सापेक्ष स्रोत के वेग का निरपेक्ष मान कहाँ है; c निर्वात में प्रकाश की गति है; स्रोत की गति की दिशा और जी-क्वांटा के उत्सर्जन की दिशा के बीच का कोण है।

चूँकि प्रयोग में कोण केवल दो मान लेता है \u003d 0 और , फिर ∆E = (सकारात्मक प्रतीक दृष्टिकोण से मेल खाता है, और नकारात्मक- अवशोषक से स्रोत को हटाना)।

प्रतिध्वनि की अनुपस्थिति में, उदाहरण के लिए, जब अवशोषक में कोई गुंजयमान समस्थानिक नाभिक नहीं होता है, या जब डॉपलर वेग बहुत अधिक होता है (ऊर्जा-क्वांटम के बहुत बड़े विन्यास के कारण अनुनाद के विनाश के अनुरूप), अधिकांश अवशोषक की दिशा में उत्सर्जित विकिरण उसके पीछे स्थित सेंसर में प्रवेश करता है।

सेंसर से संकेत को बढ़ाया जाता है, और अलग-अलग क्वांटा से दालों को विश्लेषक द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। आमतौर पर संख्या दर्ज की जाती है - अलग-अलग समय अंतरालों के लिए क्वांटा।अनुनाद के मामले में, r-क्वांटा अवशोषक द्वारा यादृच्छिक दिशाओं में अवशोषित और पुनः उत्सर्जित होता है (चित्र 1.14)। सेंसर में प्रवेश करने वाले विकिरण का अंश इस मामले में छोटा होता है।

Mössbauer प्रयोग में, स्रोत के सापेक्ष वेग पर अवशोषक (सेंसर द्वारा रिकॉर्ड की गई दालों की संख्या) के माध्यम से प्रसारित विकिरण की तीव्रता की निर्भरता का अध्ययन किया जाता है। अवशोषण प्रभाव सम्बन्ध से निर्धारित होता है

डॉपलर वेग के मूल्य पर एक निश्चित समय में सेंसर द्वारा रिकॉर्ड किए गए आर-क्वांटा की संख्या कहां है (प्रयोग में) गति के असतत सेट का उपयोग करेंवां); - के लिए समान, जब कोई गुंजयमान अवशोषण नहीं होता है। निर्भरता और लोहे के मिश्र धातुओं और यौगिकों के गुंजयमान अवशोषण वक्र के आकार को परिभाषित करते हैं और ± 10 मिमी / एस के भीतर रहते हैं।

Mössbauer प्रभाव की संभावना क्रिस्टल के फोनन रेंज द्वारा निर्धारित की जाती है। कम तापमान के क्षेत्र में () संभावना एकता के करीब मान प्राप्त करती है, और उच्च () के क्षेत्र में यह बहुत छोटा है। अन्य बातों के बराबर होना पृष्ठभूमि मुक्त अवशोषण की संभावना के लिए शर्तेंऔर उच्चतम डिबाई तापमान वाले क्रिस्टल में विकिरण अधिक होता है (अंतर-परमाणु बंधन की कठोरता निर्धारित करता है)।

प्रभाव की संभावना क्रिस्टल जाली में परमाणुओं के लोचदार कंपन की सीमा से निर्धारित होती है। Mössbauer रेखा तीव्र होती है यदि परमाणु कंपन का आयाम z-क्वांटा की तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटा होता है, अर्थात कम तापमान पर। इस मामले में, उत्सर्जन और अवशोषण रेंज में शामिल हैं संकीर्ण अनुनाद बैंड (फोन रहित प्रक्रियाएं) और विस्तृत घटक,जेड-क्वांटा के उत्सर्जन और अवशोषण के दौरान जाली के कंपन राज्यों के विन्यास के कारण (उत्तरार्द्ध की चौड़ाई अनुनाद बैंड की चौड़ाई से बड़े परिमाण के 6 आदेश हैं)।

जाली में इंटरटॉमिक बॉन्ड की अनिसोट्रॉपी परमाणु कंपन के आयाम के अनिसोट्रॉपी को निर्धारित करती है और, निम्नानुसार, विभिन्न क्रिस्टलोग्राफिक दिशाओं में पृष्ठभूमि रहित अवशोषण की अलग संभावना। एकल क्रिस्टल के लिए, न केवल औसत, बल्कि कोणीय निर्भरता भी इस तरह से मापी जा सकती है।

संकीर्ण अवशोषक सन्निकटन में, पृष्ठभूमि रहित संक्रमण की संभावना गुंजयमान अवशोषण वक्र के अंतर्गत क्षेत्र के समानुपाती होती है। इस जाली में एक ठोस या अशुद्धता परमाणुओं की जाली के कंपन मापदंडों का अध्ययन करने के लिए परमाणु गामा अनुनाद का उपयोग किया जा सकता है। अधिक आरामदायक प्रयोगात्मक इस मामले में पैरामीटर रेंज एस का क्षेत्र है, क्योंकियह एक अभिन्न विशेषता है और स्रोत में गुंजयमान क्वांटा और आत्म-अवशोषण के उत्सर्जन की सीमा के आकार पर निर्भर नहीं करता है। हाइपरफाइन इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप रेंज को कई घटकों में विभाजित करने पर यह क्षेत्र संरक्षित होता है।

एक संकीर्ण अवशोषक की सरल गुंजयमान अवशोषण सीमा एक एकल लोरेंट्ज़ियन रेखा है। अतीत की तीव्रता अवशोषक के माध्यम से अधिकतम पर छोटा हैअवशोषण। एक उदाहरण के रूप में, चित्र में। चित्र 1.15 में दाग रहित लोहे की मोसबाउर श्रेणियों को दिखाया गया है।

चावल। 1.15 मोसबाउर शुद्ध लोहे की श्रेणी।

मोसबाउर प्रभाव,जी-क्वांटा का गुंजयमान अवशोषण, देखा गया जब जी-विकिरण के स्रोत और अवशोषक ठोस निकाय हैं, और जी-क्वांटा की ऊर्जा कम है (~ 150 केवी)। कभी-कभी मोसबाउर प्रभाव को रिकॉइल के बिना गुंजयमान अवशोषण या परमाणु गामा अनुनाद (एनजीआर) कहा जाता है।

1958 में, आर. मोसबाउर ने पाया कि नाभिक के लिए जो ठोस पदार्थों का हिस्सा हैं, जी-संक्रमण की कम ऊर्जा पर, जी-क्वांटा का उत्सर्जन और अवशोषण पुनरावृत्ति के लिए ऊर्जा हानि के बिना हो सकता है। उत्सर्जन और अवशोषण स्पेक्ट्रा जी-संक्रमण की ऊर्जा के बराबर ऊर्जा के साथ अपरिवर्तित रेखाएं दिखाते हैं, और इन रेखाओं की चौड़ाई प्राकृतिक चौड़ाई जी के बराबर (या बहुत करीब) होती है। इस मामले में, उत्सर्जन और अवशोषण रेखाएँ ओवरलैप होती हैं, जिससे जी-क्वांटा के गुंजयमान अवशोषण का निरीक्षण करना संभव हो जाता है।

यह घटना, जिसे मोसबाउर प्रभाव कहा जाता है, एक ठोस शरीर में गति की सामूहिक प्रकृति के कारण होती है। ठोस पदार्थों में मजबूत अंतःक्रिया के कारण, हटना ऊर्जा एक अलग नाभिक में स्थानांतरित नहीं होती है, लेकिन क्रिस्टल जाली के कंपन की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, दूसरे शब्दों में, पुनरावृत्ति से फोनन का उत्पादन होता है। लेकिन अगर हटना ऊर्जा (प्रति नाभिक की गणना) दिए गए फोनन की औसत ऊर्जा विशेषता से कम है, तो हर बार पुनरावृत्ति एक फोनन के जन्म की ओर नहीं ले जाएगी। ऐसे "फोनोनलेस" मामलों में, हटना नहीं बदलता है। जी-क्वांटम की पुनरावृत्ति गति को देखते हुए, समग्र रूप से प्राप्त होने वाली गतिज ऊर्जा नगण्य है। इस मामले में गति हस्तांतरण ऊर्जा हस्तांतरण के साथ नहीं होगा, और इसलिए उत्सर्जन और अवशोषण लाइनों की स्थिति बिल्कुल संक्रमण की ऊर्जा ई के अनुरूप होगी।

यदि जी-संक्रमण की ऊर्जा पर्याप्त रूप से छोटी है तो ऐसी प्रक्रिया की संभावना कई दस प्रतिशत तक पहुंच जाती है; व्यवहार में, Mössbauer प्रभाव केवल D E »150 keV पर देखा जाता है (बढ़ते E के साथ, पुनरावृत्ति के दौरान फोनन उत्पादन की संभावना बढ़ जाती है)। Mössbauer प्रभाव की संभावना भी दृढ़ता से निर्भर करती है। अक्सर, मोसबाउर प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए, जी-क्वांटा के स्रोत और अवशोषक को तरल या तरल में ठंडा करना आवश्यक होता है, हालांकि, बहुत कम ऊर्जा के जी-संक्रमण के लिए (उदाहरण के लिए, ई \u003d 14.4 केवी के लिए जी- 57 Fe नाभिक का संक्रमण या g के लिए 23.8 keV - नाभिक 119 Sn का संक्रमण) Mössbauer प्रभाव 1000 °C से अधिक तक देखा जा सकता है। Ceteris paribus, Mössbauer प्रभाव की संभावना जितनी अधिक होगी, ठोस में परस्पर क्रिया उतनी ही मजबूत होगी, यानी फोनन ऊर्जा जितनी अधिक होगी। इसलिए, Mössbauer प्रभाव की संभावना अधिक है, बड़ा।

रिकॉइल के बिना गुंजयमान अवशोषण की एक आवश्यक संपत्ति, जिसने मोसबाउर प्रभाव को एक प्रयोगशाला प्रयोग से एक महत्वपूर्ण अनुसंधान पद्धति में बदल दिया है, वह अत्यंत छोटी लाइनविड्थ है। मोसबॉयर प्रभाव में जी-क्वांटम की ऊर्जा के लिए लाइनविड्थ का अनुपात है, उदाहरण के लिए, »3´ 10 -13 57 Fe नाभिक के लिए, और » 5.2´ 10 -16 67 Zn नाभिक के लिए। गैस में भी ऐसी लाइनविड्थ हासिल नहीं की गई है, जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अवरक्त और दृश्य श्रेणी में सबसे संकीर्ण रेखाओं का स्रोत है। Mössbauer प्रभाव की मदद से, उन प्रक्रियाओं का निरीक्षण करना संभव हो गया, जिनमें अवशोषक नाभिक की संक्रमण ऊर्जा से जी-क्वांटम की ऊर्जा एक अत्यंत छोटे मूल्य (» जी या जी के छोटे अंश) से भिन्न होती है। . इस तरह के ऊर्जा परिवर्तन उत्सर्जन और अवशोषण लाइनों को एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करने का कारण बनते हैं, जो गुंजयमान अवशोषण के परिमाण में परिवर्तन की आवश्यकता होती है, जिसे मापा जा सकता है।

Mössbauer प्रभाव के उपयोग के आधार पर विधियों की संभावनाओं को एक प्रयोग द्वारा अच्छी तरह से चित्रित किया गया है जिसमें प्रयोगशाला स्थितियों के तहत पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में सापेक्षता सिद्धांत द्वारा अनुमानित विद्युत चुम्बकीय विकिरण क्वांटम की आवृत्ति में परिवर्तन को मापना संभव था। इस प्रयोग में (आर. पाउंड और जी. रेबकी, यूएसए, 1959), जी-विकिरण स्रोत अवशोषक के ऊपर 22.5 मीटर की ऊंचाई पर स्थित था। गुरुत्वाकर्षण क्षमता में इसी परिवर्तन से जी-क्वांटम की ऊर्जा में 2.5´ 10 -15 तक सापेक्ष परिवर्तन होना चाहिए था। सिद्धांत के अनुसार उत्सर्जन और अवशोषण लाइनों की शिफ्ट निकली।

ठोस (देखें) में नाभिक पर अभिनय करने वाले आंतरिक विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के प्रभाव में, साथ ही बाहरी कारकों (बाहरी चुंबकीय क्षेत्र) के प्रभाव में, नाभिक के ऊर्जा स्तरों में बदलाव और विभाजन हो सकता है, और, परिणामस्वरूप , संक्रमण ऊर्जा में परिवर्तन। चूँकि इन परिवर्तनों का परिमाण ठोसों की सूक्ष्म संरचना से संबंधित है, इसलिए उत्सर्जन और अवशोषण रेखाओं के विस्थापन के अध्ययन से ठोस पदार्थों की संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव हो जाता है। इन पारियों को मोसबाउर स्पेक्ट्रोमीटर से मापा जा सकता है ( चावल। 3). यदि g-क्वांटा अवशोषक के सापेक्ष v गति से गतिमान स्रोत द्वारा उत्सर्जित होता है, तो डॉपलर प्रभाव के परिणामस्वरूप, अवशोषक पर g-क्वांटा आपतित होने वाली ऊर्जा Ev/c G द्वारा परिवर्तित होती है जो 0.2 से वेग v के अनुरूप होती है। से 10 मिमी/एस)। वी (मोसबाउर गुंजयमान अवशोषण स्पेक्ट्रम) पर गुंजयमान अवशोषण की निर्भरता को मापकर, किसी को उस वेग का पता चलता है जिस पर उत्सर्जन और अवशोषण रेखाएँ सटीक अनुनाद में होती हैं, यानी जब अवशोषण अधिकतम होता है। v का मान एक स्थिर स्रोत और अवशोषक के लिए उत्सर्जन और अवशोषण लाइनों के बीच बदलाव D E को निर्धारित करता है।

पर चावल। चार, और अवशोषण स्पेक्ट्रम दिखाया गया है, जिसमें एक ही रेखा शामिल है: उत्सर्जन और अवशोषण रेखाएँ एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित नहीं होती हैं, अर्थात, वे v = 0 पर सटीक अनुनाद में हैं। प्रेक्षित रेखा के आकार को पर्याप्त रूप से वर्णित किया जा सकता है आधी ऊंचाई 2G पर चौड़ाई के साथ लोरेंत्ज़ वक्र (या ब्रेइट-विग्नर सूत्र) द्वारा सटीकता। ऐसा स्पेक्ट्रम तभी देखा जाता है जब स्रोत और अवशोषक रासायनिक रूप से समान होते हैं और जब न तो चुंबकीय और न ही अमानवीय विद्युत क्षेत्र इनमें नाभिक पर कार्य करते हैं। ज्यादातर मामलों में, स्पेक्ट्रा एक्सट्रान्यूक्लियर इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक फील्ड के साथ इंटरेक्शन के कारण कई लाइनें (हाइपरफाइन स्ट्रक्चर) दिखाता है। हाइपरफाइन संरचना की विशेषताएं जमीन और उत्तेजित अवस्थाओं में नाभिक के गुणों और ठोस पदार्थों की संरचनात्मक विशेषताओं पर निर्भर करती हैं, जिसमें नाभिक को विकिरण और अवशोषित करना शामिल है।

एक्सट्रान्यूक्लियर फील्ड के साथ सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के इंटरैक्शन इलेक्ट्रिक मोनोपोल, इलेक्ट्रिक क्वाड्रुपोल और मैग्नेटिक डिपोल इंटरैक्शन हैं। इलेक्ट्रिक मोनोपोल इंटरेक्शन न्यूक्लियस के आसपास के लोगों द्वारा न्यूक्लियस के क्षेत्र में बनाए गए इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के साथ न्यूक्लियस की बातचीत है; यह लाइन डी के अवशोषण स्पेक्ट्रम में बदलाव की उपस्थिति की ओर जाता है ( चावल। चार, बी) यदि स्रोत और अवशोषक रासायनिक रूप से समान नहीं हैं या यदि नाभिक में विद्युत आवेश वितरण जमीनी और उत्तेजित अवस्थाओं में समान नहीं है (देखें)। यह तथाकथित। आइसोमेरिक या रासायनिक बदलाव नाभिक के क्षेत्र में आनुपातिक है, और इसका परिमाण ठोस में एक महत्वपूर्ण विशेषता है (देखें)। इस बदलाव के परिमाण से, कोई आयनिक और सहसंयोजक प्रकृति का न्याय कर सकता है, इसके बारे में, रचना में शामिल, आदि। रासायनिक पारियों के अध्ययन से भी आवेश वितरण के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव हो जाता है।

ठोस अवस्था भौतिकी के लिए मोसबाउर प्रभाव की एक महत्वपूर्ण विशेषता इसकी संभावना भी है। Mössbauer प्रभाव की संभावना का मापन और 41 तत्वों के समस्थानिकों के परमाणुओं पर इसकी निर्भरता; उनमें से सबसे हल्का 40 K है, सबसे भारी 243 At है।

लिट .: मोसबाउर प्रभाव। बैठा। कला।, एड। यू. कगन, एम., 1962; संग्रह में सटीक मापन के लिए मोसबाउर आर।, आरके प्रभाव और इसका महत्व: विज्ञान और मानवता, एम।, 1962; फ्रौएनफेल्डर जी., मोसबाउर प्रभाव, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1964; वार्टहाइम, जी., द मोसबाउर इफेक्ट, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1966; वी.एस., रेजोनेंस ऑफ गामा रेज़ इन, एम., 1969; रासायनिक अनुप्रयोग, ट्रांस। अंग्रेजी से, एड। वी.आई. गोल्डैंस्की [और अन्य], एम., 1970; मोसबाउर प्रभाव। बैठा। लेखों का अनुवाद, एड। एन. ए. बरगोव और वी. वी. स्काईलारेव्स्की, ट्रांस। अंग्रेजी से, जर्मन, एम।, 1969।

एन एन डेलीगिन।

चावल। 3. मोसबाउर स्पेक्ट्रोमीटर की सरलीकृत योजना; एक यांत्रिक या इलेक्ट्रोडायनामिक डिवाइस की मदद से जी-क्वांटा के स्रोत को अवशोषक के सापेक्ष गति वी के साथ पारस्परिक गति में लाया जाता है। जी-विकिरण डिटेक्टर की मदद से, अवशोषक के माध्यम से गुजरने वाले जी-क्वांटा प्रवाह की तीव्रता के वेग वी पर निर्भरता को मापा जाता है।

चावल। अंजीर। 4. जी-क्वांटा का मोसबाउर अनुनाद अवशोषण स्पेक्ट्रा: मैं जी-क्वांटा के प्रवाह की तीव्रता है जो अवशोषक के माध्यम से पारित हो गया है, वी जी-क्वांटा के स्रोत का वेग है; ए - एकल उत्सर्जन और अवशोषण लाइनें, v = 0 पर एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित नहीं; बी - आइसोमेरिक या केमिकल लाइन शिफ्ट। शिफ्ट डी कोर क्षेत्र में आनुपातिक है और ठोस में सुविधाओं के आधार पर भिन्न होता है; c - क्वाड्रुपोल डबलट 57 Fe, 119 Sn, 125 Te, आदि के लिए मनाया गया। विभाजन D कोर क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र ढाल के समानुपाती होता है: d - चुंबकीय रूप से आदेशित सामग्री के लिए अवशोषण स्पेक्ट्रा में देखी गई चुंबकीय हाइपरफाइन संरचना। संरचना के घटकों के बीच की दूरी ठोस में नाभिक पर कार्य करने वाले चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होती है।

चावल। 1. जी-क्वांटा के उत्सर्जन और गुंजयमान अवशोषण की प्रक्रियाओं का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व; विकिरण करने वाले और अवशोषित करने वाले नाभिक समान होते हैं, इसलिए उनकी उत्तेजित अवस्थाओं E" और E"" की ऊर्जाएँ समान होती हैं।

चावल। 2. ई जी संक्रमण की ऊर्जा के संबंध में उत्सर्जन और अवशोषण लाइनों की शिफ्ट; जी - लाइन की चौड़ाई।

मोसबाउर प्रभाव के समान।

घड़ी का मूल्य परमाणु गामा अनुनादअन्य शब्दकोशों में

गामा- तथा। इटाल। संगीत वर्णमाला, सीढ़ी, संगीत में चट्टान, श्रृंखला, ध्वनियों का क्रम। | नोटों की तालिका, अंगुलियों के साथ।
डाहल का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा- गामा। ग्रीक वर्णमाला का तीसरा अक्षर। - किरणें, गामा किरणें, इकाइयाँ। नहीं (भौतिक) - एक्स-रे के समान।
उशाकोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गूंज- एम फ्रेंच। ज़ीक, हम, स्वर्ग, गूंज, दिन बंद, हम, वापसी, आवाज; आवाज की ध्वनि, क्षेत्र के अनुसार, कमरे के आकार के अनुसार; डिवाइस के अनुसार एक वाद्य यंत्र की ध्वनि, सोनोरिटी ........
डाहल का व्याख्यात्मक शब्दकोश

नाभिकीय- परमाणु, परमाणु (विशेष)। 1. ऐप। कोर में 1 और 5 अंकों में। रस। वज़न। 2. ऐप।, मूल्य से। परमाणु नाभिक या कोशिका के केंद्रक (भौतिक।, बायोल।) के साथ जुड़ा हुआ है। परमाणु भौतिकी। बेसिली की परमाणु संरचना।
उशाकोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा-- 1. यौगिक शब्दों का पहला भाग जो अर्थ का परिचय देता है: रेडियोधर्मी पदार्थों (गामा किरणें, गामा स्पेक्ट्रोमीटर, गामा चिकित्सा, आदि) द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण से जुड़ा हुआ है।
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा ग्लोब्युलिन एम।- 1. एंटीबॉडी युक्त रक्त प्लाज्मा प्रोटीन में से एक और कुछ संक्रामक रोगों के लिए चिकित्सीय और रोगनिरोधी दवा के रूप में उपयोग किया जाता है।
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा विकिरण- 1. रेडियोधर्मी पदार्थों द्वारा उत्सर्जित शॉर्ट-वेव इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन।
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा क्वांटम एम.- 1. गामा विकिरण की मात्रा।
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा किरणें एम.एन.- 1. समान: गामा विकिरण।
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा सेटिंग जे.- 1. गामा विकिरण के एक निर्देशित, समायोज्य बीम के उपयोग के लिए उपकरण।
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

अनुनाद एम।- 1. एक ही आवृत्ति के दूसरे के कंपन द्वारा एक पिंड के कंपन का उत्तेजना, साथ ही साथ दो पिंडों में से एक की ध्वनि की प्रतिक्रिया एकसमान होती है। 2. मजबूत करने की क्षमता........
एफ़्रेमोवा का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा-- यौगिक शब्दों का पहला भाग। योगदान संकेत: रेडियोधर्मी पदार्थों द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण (गामा विकिरण) से जुड़ा हुआ है। गामा विश्लेषण, गामा फ्लैश,........
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा खगोल विज्ञान- ) -तथा; तथा। गामा विकिरण द्वारा ब्रह्मांडीय पिंडों के अध्ययन से संबंधित खगोल विज्ञान की एक शाखा।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा फट- ) -एक; एम. लौकिक गामा विकिरण का अल्पकालिक प्रवर्धन। गामा किरणें फूटते देखें।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा ग्लोब्युलिन- ) -एक; एम. एंटीबॉडी युक्त रक्त प्लाज्मा प्रोटीन में से एक (कुछ संक्रामक रोगों के लिए चिकित्सीय और रोगनिरोधी दवा के रूप में उपयोग किया जाता है)।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा दोष का पता लगाना- ) -तथा; तथा। धातुओं के रेडियोधर्मी समस्थानिकों (छिपे हुए दोषों का पता लगाने के लिए प्रयुक्त) द्वारा उत्सर्जित गामा किरणों के अवशोषण को मापने के आधार पर सामग्री और उत्पादों के परीक्षण के लिए एक विधि।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा विकिरण- -मैं; सीएफ भौतिक। रेडियोधर्मी पदार्थों द्वारा उत्सर्जित शॉर्टवेव विद्युत चुम्बकीय विकिरण। जी रेडियम।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा क्वांटम- -एक; एम. गामा विकिरण की मात्रा। गामा क्वांटा का प्रवाह। परमाणु नाभिक द्वारा गामा किरणों का अवशोषण।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा लेजर- -एक; एम. प्रेरण गामा विकिरण जनरेटर; गजर। श्री बनाएँ।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा किरणें- ) -उसकी; कृपया। भौतिक। = गामा विकिरण।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा घनत्व मीटर- ) -एक; एम. गामा विकिरण का उपयोग कर किसी पदार्थ के घनत्व को मापने के लिए एक उपकरण।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा क्षेत्र- ) -मैं; सीएफ
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा स्पेक्ट्रोमीटर- ) -एक; एम. गामा विकिरण की ऊर्जा (ऊर्जा स्पेक्ट्रम) को मापने के लिए एक उपकरण।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी- ) -तथा; तथा। गामा विकिरण स्पेक्ट्रा और परमाणु नाभिक के उत्तेजित राज्यों के विभिन्न गुणों के अध्ययन से जुड़ी परमाणु भौतिकी की एक शाखा।
कुज़नेत्सोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

सामग्री: मोसबाउर प्रयोग की गामा विकिरण तकनीक के परमाणु गुंजयमान अवशोषण की खोज का इतिहास हाइपरफाइन इंटरैक्शन और मोसबाउर पैरामीटर विधि के व्यावहारिक अनुप्रयोग: - सामग्री विज्ञान और भू-रसायन विज्ञान में चरण विश्लेषण - सतह विश्लेषण - गतिशील प्रभाव

परमाणु गामा प्रतिध्वनि (मोसबाउर प्रभाव) की खोज का इतिहास ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य रेंज में परमाणु अनुनाद प्रक्रिया सर्वविदित है। डी रेले द्वारा इसकी भविष्यवाणी की गई थी और इसकी प्रायोगिक पुष्टि 1904 में रॉबर्ट वुड के प्रसिद्ध प्रयोग में हुई, जिसमें वुड ने सोडियम परमाणुओं (तथाकथित सोडियम डी-लाइन्स) द्वारा उत्सर्जित पीले प्रकाश का उपयोग किया, जिसे रखकर प्राप्त किया जा सकता है लौ में सोडियम क्लोराइड की एक छोटी मात्रा। नमक। प्रत्येक डी-लाइन सोडियम परमाणु की प्राकृतिक कंपन आवृत्ति या, अधिक सटीक रूप से, इस परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉनों से मेल खाती है। प्रतिध्वनि का निरीक्षण करने के लिए, अन्य सोडियम परमाणुओं का होना आवश्यक है जो लौ में नहीं हैं। लकड़ी ने एक खाली कांच की बोतल का इस्तेमाल किया जिसमें थोड़ी मात्रा में धात्विक सोडियम होता है। सोडियम वाष्प का दबाव ऐसा होता है कि जब कमरे के तापमान से ऊपर गरम किया जाता है, तो सिलेंडर में सोडियम वाष्प की मात्रा प्रयोग के लिए पर्याप्त होती है। यदि सोडियम लौ से प्रकाश सिलेंडर पर केंद्रित होता है, तो एक फीकी पीली चमक देखी जा सकती है। फ्लास्क में सोडियम परमाणु ट्यून्ड ट्यूनिंग फोर्क के समान कार्य करते हैं। वे पीले प्रकाश के आपतित पुंज की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, और फिर इसे विभिन्न दिशाओं में उजागर करते हैं।

पचास साल पहले, 1958 में, 1958 में जर्मन भौतिक विज्ञानी रुडोल्फ लुडविग मोसबाउर, संस्थान में अपनी पीएचडी थीसिस पर काम करते हुए। हीडलबर्ग में एम. प्लैंक, एक जर्मन भौतिकी पत्रिका को "191 में गामा विकिरण के परमाणु अनुनाद प्रतिदीप्ति" नामक एक लेख प्रस्तुत किया, जो उसी वर्ष के मध्य में प्रकाशित हुआ था। और पहले से ही 1958 की शरद ऋतु में, उन्होंने पहला प्रयोग किया जिसमें उन्होंने अनुनाद रेखाओं को स्कैन करने के लिए डॉपलर प्रभाव का उपयोग किया। 1958 के अंत में, उन्होंने अपने प्रायोगिक डेटा को प्रकाशित किया, जिसने एक नई प्रायोगिक विधि, परमाणु गामा-अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी की नींव रखी, जिसे अक्सर मोसबाउर स्पेक्ट्रोस्कोपी (एमएस) कहा जाता है। 1961 में रुडोल्फ मोसबाउर को इस घटना की खोज और सैद्धांतिक औचित्य के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

नाभिक द्वारा गामा विकिरण के अवशोषण और उत्सर्जन के दौरान रिकॉइल प्रभाव का प्रभाव: 57 Fe डॉपलर ऊर्जा: ET = 14. 4 ke. बी, टी 1/2 \u003d 98 एनएस, जी \u003d 4. 6 10 -9 ई। बी, → ईआर ~ 2 · 10 -3 ई। पर

उत्सर्जित अवशोषित गामा क्वांटा का ऊर्जा वितरण मुक्त परमाणुओं के नाभिक के लिए कम तापमान पर एक क्रिस्टल जाली में परमाणुओं के नाभिक के लिए

इलेक्ट्रॉनिक और परमाणु संक्रमण के बीच मुख्य मापदंडों की तुलना संक्रमण पैरामीटर संक्रमण ऊर्जा, ET (e.V) औसत उत्तेजित अवस्था जीवनकाल, (सेकंड) प्राकृतिक अनुनाद लाइनविड्थ, Γ=ħ/τ (e.V) ऊर्जा संकल्प, G/ET ऊर्जा हटना, ER ( e.V) ना डी-लाइन परमाणु संक्रमण के लिए अनुपात ईआर/जी इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण 4. 4× 10 -8 4. 6× 10 -9 2. 4× 10 -8 2. 1× 10 -8 3. 1× 10 -13 1× 10 -12 ~10 -10 1 .9× 10 - 3 2. 5× 10 -3 ~2. 3× 10 -3 4. 1× 105 1. 4× 105

मुख्य Mössbauer आइसोटोप के परमाणु पैरामीटर आइसोटोप 57 Fe 61 Ni 119 Sn 121 Sb 125 Te 127 I 129 I 149 Sm 151 Eu 161 Dy 193 Ir 197 Au 237 Np Eγ, के। V gr/(mms-1) = 2 GEST IG IE 14.41 67.40 23.87 37.15 35.48 57.60 27.72 22.5 21.6 21.6 26.65 73.0 77.34 59 54 0.192 0.78 0.626 0.602 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.6020 0.602 0.602 0.77 0.34 0.60 73.02 0.348 2+ 7/2+ 7/25/2+ 3/2+ 5/2+ 3/25/23/2+ 7/2+ 5/2+ 5/27/2+ 5/21/2+ 5 / 2 - α 8.17 0.12 5.12~10 12.7 3.70 5.3~12 29~2. 5 ~6 4.0 1.06 प्राकृतिक सामग्री% 2.17 1.25 8.58 57.25 6.99 100 शून्य 13.9 47.8 18.88 61.5 100 शून्य 57 Co कोर (EC 270 d) 61 Co (ß-99 m) 119 m का अपघटन। एसएन (आईटी 50 डी) 121 मीटर। एसएन (ß-76 वाई) 125 आई (ईसी 60 डी) 127 मीटर। ते (ß-109 डी) 129 मीटर। Te (ß-33 d) 149 Eu (EC 106 d) 151 Gd (EC 120 d) 161 Tb (ß-6.9 d) 193 Os (ß-31 h) 197 Pt (ß-18 h) 237 Am ( α 458 वाई) ईसी-इलेक्ट्रॉन कैप्चर, ß-बीटा क्षय, आईटी-आइसोमर संक्रमण, α-अल्फा क्षय

रेडियोधर्मी क्षय योजनाएँ 57 Fe और 119 m नाभिक पर Mössbauer स्तर की जनसंख्या के परिणामस्वरूप होती हैं। एस.एन.

पुनरावृत्ति के बिना एक गुंजयमान प्रक्रिया की संभावना। मेम्ने-मोसबाउर कारक च - पुनरावृत्ति एफ के बिना गामा क्वांटा के अवशोषण या उत्सर्जन की प्रक्रिया की संभावना - क्रिस्टल जाली के कंपन गुणों पर निर्भर करती है, अर्थात एक ठोस में पृष्ठभूमि के उत्तेजना की संभावना पर - आयाम का औसत वर्ग एक गामा क्वांटम के विकिरण की दिशा में दोलनों की, एक उत्तेजित अवस्था में आजीवन नाभिक पर औसत λ गामा क्वांटम की तरंग दैर्ध्य है

अवशोषण या बिखरने पर फोनन प्रक्रियाओं का प्रभाव बिना पीछे हटे ए बी सी एक ठोस शरीर के जाली के कंपन स्पेक्ट्रा

सुपरफाइन इंटरेक्शन MÖSSBAUER पैरामीटर Mössbauer इंटरेक्शन पैरामीटर का प्रकार आइसोमर शिफ्ट नाभिक और δ(mm/s) प्रोटॉन के बीच इलेक्ट्रिक मोनोपोल (कूलॉम्ब) निकाली गई जानकारी परमाणु की स्पिन स्थिति (HS, LS, IS) लिगेंड की इलेक्ट्रोनगेटिविटी ऑक्सीकरण अवस्था इलेक्ट्रॉन घनत्व क्वाड्रुपोल स्प्लिटिंग ΔEQ (mm/s) न्यूक्लियस के चतुर्ध्रुव आघूर्ण और विषम विद्युत क्षेत्र के बीच वैद्युत चतुर्भुज अन्योन्यक्रिया बैंड संरचना की आण्विक समरूपता परमाणु की स्पिन स्थिति (HS, LS, IS) चुंबकीय विपाटन ΔEM (mm/s) चुंबकीय द्विध्रुव नाभिक के चुंबकीय क्षण और चुंबकीय क्षेत्र के बीच बातचीत चुंबकीय संपर्क की प्रकृति और परिमाण (फेरोमैग्नेटिज्म, एंटीफेरोमैग्नेटिज्म, आदि)

लौह युक्त यौगिकों में आइसोमेरिक शिफ्ट आइसोमेरिक रासायनिक पारियों के प्रायोगिक माप में, यह हमेशा महत्वपूर्ण होता है कि इन पारियों को निर्धारित करने के लिए किस मानक का उपयोग किया जाता है। तो 57 Fe पर माप के लिए, आधिकारिक मानक इस आइसोटोप Na2 या धात्विक लोहे का यौगिक है। 119 मी. एसएन आम तौर पर स्वीकृत मानक एसएन है। ओ 2।

इलेक्ट्रिक क्वाड्रूपोल इंटरेक्शन क्वाड्रुपोल स्प्लिटिंग ΔEQ ΔEQ जहां: एम। I=+I, +I-1, …, -I 57 Fe के लिए Iv=3/2 , Io=1/2 at η=0

संयुक्त चुंबकीय द्विध्रुवीय और विद्युत चतुष्कोणीय अंतःक्रिया आमतौर पर 57 Fe और अक्षीय समरूपता (η=0) के लिए:

गुंजयमान उत्तेजना के बाद 57 Fe नाभिक के निर्वहन की प्रक्रिया। उत्सर्जित विकिरण का प्रकार E ke. V तीव्रता (rel. un.) बाहर निकलने की गहराई Mössbauer विकिरण 14, 4 0, 10 20 µm इलेक्ट्रॉन 13.6 0.08 20 nm 1.3 µm M-रूपांतरण इलेक्ट्रॉन …………… 14.3 0.01 20 nm 1.5 µm K – LL – ऑवर इलेक्ट्रॉन 5.5 0.63 7 एनएम 400 एनएम एल - एमएम - बरमा इलेक्ट्रॉन 0.53 0.60 1 एनएम 2 एनएम

हाइपरफाइन इंटरैक्शन और विश्राम की गतिशीलता लौह युक्त नैनोकणों के चुंबकीय गुणों का अध्ययन करने के तरीकों में से एक मोसबाउर स्पेक्ट्रोस्कोपी सबसे अधिक जानकारीपूर्ण है। चुंबकीय माप के विपरीत, मोसबाउर स्पेक्ट्रोस्कोपी आवृत्ति रेंज 107 - 1010 एस-1 में नैनोकणों की चुंबकीय गतिशीलता को प्रकट कर सकता है, जो मोसबाउर "विंडो" की विशेषता है। कम आयामी वस्तुओं के प्रयोगात्मक मोसबाउर स्पेक्ट्रा का आकार बड़े पैमाने पर वस्तुओं के स्पेक्ट्रा से कहीं अधिक जटिल है। इसके कारण हो सकते हैं: या तो गुंजयमान परमाणुओं के स्थानीय वातावरण में अंतर के कारण हाइपरफाइन संरचनाओं के एक स्थिर सेट का सुपरपोजिशन, या विभिन्न प्रकार की गतिशील प्रक्रियाओं का प्रभाव (उदाहरण के लिए, प्रसार, पैरामैग्नेटिक, स्पिन-स्पिन) , स्पिन-जाली छूट, आदि।

चुंबकीय रूप से आदेशित सामग्री के Mössbauer स्पेक्ट्रा का आकार 1. एक अच्छी तरह से हल की गई हाइपरफाइन संरचना का मामला: 2. हाइपरफाइन संरचनाओं के एक बड़े सेट के सुपरपोजिशन का मामला: 3. सुपरपरामैग्नेटिक रिलैक्सेशन का मामला: समय की प्रति इकाई क्रांतियां

चुंबकीय हाइपरफाइन संरचना के उप-स्तरों का चयनात्मक उत्तेजना a) - जमीन के परमाणु उप-स्तरों और उत्साहित राज्यों के बीच संक्रमण की योजना -Fe, b) - एक पतली-Fe फिल्म के लिए प्रायोगिक FEM स्पेक्ट्रम, c) - बिखरे हुए विकिरण का ऊर्जा स्पेक्ट्रम -3/2 स्तर की उत्तेजना, डी) बिखरे हुए विकिरण के ऊर्जा स्पेक्ट्रम +1/2 स्तर के उत्तेजना पर।

ए) - एल्यूमीनियम-प्रतिस्थापित गोइथाइट (8 मोल%) और चयनात्मक उत्तेजना स्पेक्ट्रा (ऊपर से नीचे) का अवशोषण स्पेक्ट्रम। सी) सी) एल्यूमीनियम-प्रतिस्थापित गोइथाइट (2 मोल%) और चयनात्मक उत्तेजना स्पेक्ट्रा (ऊपर से नीचे) का अवशोषण स्पेक्ट्रम। तीर रोमांचक विकिरण की ऊर्जा को दर्शाता है।