» Strona główna » Kierunki badań » Spektroskopia » Zjawisko dopplera w fizyce jądrowej » Przykłady

Kierunki badań

Struktura jądra atomowego

Zjawisko Dopplera w fizyce jądrowej

Przykłady

[Rozmiar: 600 KB]

Mamy tu komplet danych dla pasma rotacyjnego 131La zbudowanego na stanie 11/2–. Jądra 131La produkowane były w reakcji 122Sn(14N,5n)131La, w której zastosowano tarcze 122Sn o grubości 10 mg/cm2. Energia wiązki wynosiła 70 MeV. Czasy życia dwóch pierwszych poziomów wzbudzonych tego pasma o spinach 15/2 i 19/2 zostały zmierzone metodą RDM* (przejścia zaznaczone kreskowymi strzałkami). Czasy życia sześciu poziomów o spinach powyżej 19/2 zmierzone zostały metodą DSAM w eksperymencie wykonanym w warszawskim cyklotronie w 2002 roku (zaznaczone czarnymi strzałkami). Na schemacie podane są spiny poziomów, obok strzałek – intensywności przejść, na strzałkach energie przejść γ w keV. Strzałki widoczne z boku symbolizują przejścia z innych części schematu rozpadu zasilające dodatkowo to pasmo. Z lewej strony podano czasy życia poziomów wzbudzonych &ndash kolorem czerwonym zaznaczono wyniki uzyskane w Warszawie w 2002 roku.

Jądro końcowe powstające w wyniku reakcji jądrowej jest silnie wzbudzone. Energia tego wzbudzenia jest spożytkowana na wyemitowanie serii przejść γ. Przejść tych jest tak dużo, że w widmie energetycznym poszczególne piki pokrywają się wzajemnie. Ponadto w reakcji powstają oprócz 131La też inne jądra których deekscytacja następuje przez emisje wielu kwantów γ. Wynikiem tych procesów jest skomplikowane widmo energetyczne. Rozwiązaniem tej sytuacji są pomiary koincydencyjne dzięki którym można wyodrębnić tylko te przejścia γ, które są dla nas szczególnie interesujące. Widmo koincydencyjne z bramką na przejściu γE o energii E oznacza to, że rejestrujemy wszystkie przejścia jednoczesne z emisją kwantu o energii E. Zatem w widmie pojawią się zarówno przejścia zasilające stan z którego następuje emisja γE, jak i przejścia które zostały przejściem γE zasilone. Pozwala to na znaczne oczyszczenie widma z nieinteresujących przejść. Widma koincydencyjne umożliwiają obserwację tylko fragmentu łańcucha przejść w obrębie danego nuklidu – np. na obserwację przejść tylko z jednego konkretnego pasma rotacyjnego.

[Rozmiar: 100 KB]

Na ilustracji obok mamy przedstawioną analizę dopplerowskiego kształtu linii dla przejścia 984 keV. Wykres górny przedstawia widmo z detektora ustawionego pod kątem 38° do wiązki, a wykres dolny przedstawia widmo z detektora ustawionego symetrycznie wstecz pod kątem 142°. Widać, że w detektorze do przodu jest przesunięcie linii w stronę wyższych energii wynikające z wcześniej wyprowadzonego wzoru. Przy obserwacji pod kątem 142° widzimy przesunięcie do niższych energii. Maksimum piku przy obserwacji do przodu i do tyłu występuje dla tej samej energii i odpowiada to energii kwantu gamma wyemitowanego przez jądro w spoczynku.

Źródło: Ernest Grodner, praca magisterska wykonana w Zakładzie Fizyki Jądra Atomowego Uniwersytetu Warszawskiego w 2002 r.

* N.V. Zamfir, A.Dewald, K.O. Zell, P. von Brentano, Z. Phys. A 344 (1992) 21.