Физика ядра и частиц Взаимодействие частиц с веществом
Электромагнитное взаимодействие Кварки Атомное ядро Магнитный дипольный момент ядра Законы радиоактивного распада ядер. Альфа-распад. Бета-распад Естественная радиоактивность

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

Ei = Ef +egamma.gif (90 bytes)+ TRvecj1.gif (64 bytes)i = vecj1.gif (64 bytes)+ vecj1.gif (64 bytes),  Pi = PfP,

где Ei, Efvecj1.gif (64 bytes)i,vecj1.gif (64 bytes)f, Pi, P- энергии, спины и четности начального и конечного состояний ядер,egamma.gif (90 bytes)vecj1.gif (64 bytes),P - энергия, спин и четность фотона, TR - кинетическая энергия ядра отдачи:

где E= Ei - Ef - энергия  гамма-перехода, MR - масса ядра отдачи.
    Полный момент количества движения фотона J называется мультипольностью. Значение спина фотона Jmin = 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 гамма-перехов большой диапазон периодов полураспада объясняется сильной зависимостью вероятности гамма-перехода от энергии и мультипольности переходов. Период полураспада T1/2гамма-переходов зависит от мультипольности перехода J и длины волны излучения .

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

где R - радиус ядра.

Некоторые сведения из квантовой механики

Корпускулярные и волновые свойства частиц. Принцип неопределенности
Волновая функция
Уравнение Шредингера
Потенциальная яма
Операторы
Момент количества движения
Статистики. Принцип Паули
Состояния в классической и квантовой физике

Камера Вильсона - прибор, позволяющий регистрировать след (трек) частицы в веществе, действие которого основано на конденсации пересыщенного пара на ионах, которые создает вдоль свой траектории движущаяся заряженная частица. Цепочка капель, сконденсировавшихся на ионах вдоль траектории движения заряженной частицы, образует трек частицы. При освещении трек становится видимым на черном фоне и фотографируется.

Основные вопросы по курсу Физика ядра и частиц