Четыре способа сломать космический аппаратНаиболее громкие катастрофы космических аппаратов, которые произошли в результате ошибок обслуживающего персонала (Ракета "Протон-М" со спутниками ГЛОНАСС, метеорологический спутник NOAA-N Prime, ракета Ariane 5, зонды "Фобос-1" и "Фобос-2". Далее... |
кулоновское возбуждение ядра
КУЛОНОВСКОЕ
ВОЗБУЖДЕНИЕ ЯДРА
- возбуждение сталкивающихся ядер, вызываемое эл--магн. взаимодействием
между ними. К. в. я. осуществляется даже при больших (относительно размеров
ядра) расстояниях между ядрами. Сечение К. в. я. путём электрич. перехода с
мультипольностью L, вычисленное в квазиклассическом приближении в
1-м порядке теории возмущений, т. с. в предположении, что это сечение много
меньше сечения резерфордовского рассеяния, имеет вид
Здесь В (EL) - приведённая
вероятность электрического EL-перехода из осн. состояния (i) ядра
в возбуждённое (F); 2а - наим. расстояние при лобовом столкновении
частиц:
где Z1,
Z2 - ат. номера налетающей частицы и ядра мишени, ,
- скорости
налетающей частицы до и после столкновения, т0 - приведённая
масса сталкивающихся частиц; fEL() - ф-ция безразмерных параметров
и :
Величина
характеризует возможность квази-классич. описания движения ядер. Оно возможно
для достаточно больших значений .
В большинстве случаев ;
но уже при =5
ошибка в значении fE2, вычисленного квазиклассически, 2%.
Ф-ция fE резко зависит от -при
изменении
от 0 до 1,5 величина fE2 уменьшается
в 103 раз [1]. Если энергия возбуждённого уровня
много меньше энергии ,
передаваемой при столкновении, то выражение дляприобретает
вид
Сечение
(EL)уменьшается примерно на 2 порядка при увеличении L на 1.
Эксперим. значения В (EL)для
<3 МэВ меньше теоретических в 103-106 раз. Поэтому
К. в. я. путём дипольных переходов на опыте не наблюдалось. Измеренные В
(Е2)больше теоретической (одночастичной) оценки, что указывает на коллективные
возбуждения ядра. Измерения В (Е3)и В (E4)
показали, что иногда они также на 2 порядка больше теоретических [2]. Для магн.
переходов сечения К. в. я. в (/с)2
раз меньше сечений электрич. переходов той же мультипольности (на опыте не наблюдались).
Сечения К. в. я. измеряются
регистрацией неупруго рассеянных бомбардирующих частиц или -квантов,
испускаемых возбуждённым ядром. Реже, в случав возбуждения тяжёлых ядер и малых
, вместо-квантов
детектировались конверсионные электроны (см. Конверсия внутренняя ).В
случае g-квантов применяются
толстые мишени и полупроводниковые детекторы [напр., Ge (Li)], обладающие
высокими эффективностью регистрации -квантов
и энергетич. разрешением.
Использование тяжёлых налетающих
ионов [3, 4] даёт возможность изучить К. в. я., уровни к-рых характеризуются
большими
или малыми B(Е2), а также лёгкие ядра [5]. В нек-рых случаях возбуждаются
уровни ядер самих бомбардирующих тяжёлых ионов, напр. первые возбуждённые состояния
ионов 20Ne, 21Ne и 22Ne. Правильная интерпретация
экспериментов с тяжёлыми ионами, основанная на применении ур-ния (1), возможна,
если вероятность К. в. я. (пропорциональная Z12) остаётся
достаточно малой.
Изучение углового распределения
и поляризации
-лучей, испускаемых при К. в. я., даёт сведения о спинах и чётности состояний,
характере и коэф. смеси испускаемого излучения в случае смешанного перехода
(определяются величина и знак ,
где
- отношение интенсивностей E2-перехода и магн. M1-перехода). Зная
и В
(Е2), можно получить значения В (M1)для смешанных переходов.
Др. возможность определения В (M1)заключается в измерении полного
времени жизни состояний (напр., по измерению ослабления доплеровского смещения
-излучения
[6]).
При больших значениях вероятности
К. в. я. возможны дву- и многократные процессы возбуждения. Учёт 2-го порядка
в теории возмущений позволил оценить вероятность возбуждения триплетных состояний
0+, 2+ и 4+ (,
где I - полный угловой момент,
- чётность ),связанных с двухфононным возбуждением в четно-чётных ядрах
[7], и уточнить вероятность возбуждения 2+-состояния. При этом наряду
с прямым возбуждением учитывается и двухступенное, т. е. переход из осн. состояния
ядра в один из т магн. подуровней уровня 2+ и последующий
переход его в др. подуровень. Измерения вероятности возбуждения состояния 2+
позволяют наряду с В (Е2) определить знак и величину матричного элемента
-перехода и связанного с ним статич. квадрупольного момента ядра Q (2+
[8].
Вероятность К. в. я. с
помощью тяжёлых, ускоренных до большой энергии (5
МэВ) частиц резко растёт с их энергией Z1, и создаются условия
для осуществления многократного кулоновского возбуждения высокоспиновых состояний
ядер. Если вероятности возбуждения, вычисленные в 1-м порядке теории возмущений,
1, то
квазиклассич. теория неприменима [10]. Методом многократного К. в. я. удалось
возбудить высокоспиновые состояния в ряде ядер и определить энергии состояний
и значения В (Е2)для переходов между высокоспиновыми состояниями; в
частности, в 235U возбуждено состояние со спином I=30 [9,
10]. Пример многократного К. в. я.- кулоновское деление ядра 238U
при столкновении с ядрами 184W, ускоренными до 5- 5,5 МэВ/пуклон
[11].
Лит.: 1)
Альдер К. и др.. Изучение структуры ядра при кулоновском возбуждении ионами,
в кн.: Деформация атомных ядер, пер. с англ., М., 1958, с. 9; 2) Diamond К.
М., Е2 static moments and Е2, Е4 transition moments by Coulomb excitation, "J.
Phys. Soc. Jap.", 1973, v. 34,Suppl., p. 118; 3) Гринберг А. П., Лемберг
И. X., О кулоновском возбуждении ядер тяжелыми ионами, "ЖЭТФ", 1956,
т. 30, с. 807; 4) Андреев Д. С. и др., Исследование кулоновского возбуждения
ядерных уровней при помощи ускоренных многозарядных ионов, "Изв. АН СССР.
Сер. физич.", 1961, т. 25, с. 832; 5) Андреев Д. С., Ерохина К. И., Лемберг
И. X., Кулоновское возбуждение ядра Ne21, там же, 1960, т. 24, с.
1478; 6) Лемберг И. X., Пастернак А. А., Аттенюация допплеровского смещения
энергии a-лучей, там же, 1974, т. 38, с. 1600; 7) Гангрский Ю. П., Лемберг И.
X., Кулоновское возбуждение вторых уровней четно-четных ядер, там же, 1962,
т. 26, с. 1001; 8) De Boer J., Eichler J., The reorientation effect, "Adv.
Nucl. Phys.", 1968, v. 1, p. 1; 9) Оwеr Н. и др., Structure of highspin
states in 232Th, 234U and 236U, "Nucl.
Phys.", 1982, v. A 388, p. 421; 10) Winther A.,de Boer J., A computer
program for multiple Coulomb excitation, в кн.: Coulomb excitation, N. Y. -L.,
1966, p. 303; И) Васке Н. и др., Direct observation of Coulomb fission of 238U
with 184W projectiles, "Phys. Rev. Lett.", 1979, v. 43,
p. 1077.
А. П. Гринберг,
И. Х. Лемберг.