1tom - 0342.htm
40
ш I
О
а
?н механизмы уширения линии. (Быстрая переориентация ядер радиочастотным полом ослаблнет диполь-дшюльное ьзаимо действие, усредняя его величину, имеющую разл. знак при разл. ориентации спинов. Одновременно ослабляется маги, взаимодействие ядер с соседними атомами и взаимодействие электрич. квад-рупольпых моментов ядер с внутрикристаллич. элскт-рич. полями.) Аналогично подавляется т. н. хим. сдвиг. Т. о., искусств, сужение линии у-резонанса позволяет приблизиться к созданию Г.-л. па долгоживущих изомерах.
В схемах па короткоживущих изомерах (В. И. Голь-дапский, 10. М. Каган) осн. проблема ≈ механизм возбуждения (накачка) ядер. Накачка должна быть интенсивной и селектисной. Оффоктишю возбуждая рабочие ядра, она должна минимально лозмущать состояние реш╦тки кристалла. Наиб, близки к выполнению указанных требований след, виды возбуждения ядер: захват тепловых нейтронов (см. Радиационный захват], радиац. возбуждение (синхротронпым излучением, характеристическим излучением, рентгеновским излучением и др.). я также возбуждение пучком заряж. частиц.
Исследовалась также возможность совмещения преимуществ дкух схем: некритичности параметров накачки н схеме на долгоживущих изомерах и малости произведения Гт; в схеме па короткоживущих изомерах. «)то можно, напр., осуществить при наличии двух близко лежащих ядерных уровней с разл. временами жизни и энергетич. разницей, соответствующей энергии кванта оптич. или УФ-лазсра, к-рый может стимулировать переход с долгожпвущего ядерного подуровня иа короткоживущий. Т. о., накачка осуществляется на долгоживущем переходе, а генерация ≈ на корот-ко/кивущсм. Такая схема аналогична традиц. лазерной тр╦хуровневой схеме с той разницей, что в последней накачивается широкий короткоживущий уровень, а генерация ид╦т па более долгоживущем узком переходе.
412
Рис. 2. Волновая картина в кристалле, характеризующая оОращение в 0 улентрическо-го поли Е в точки У расп о л о HI (> и и я атомов дли бр&г-гоиски связанных мод.
Из-за низкой отражательной способности материалов в у-диапазопе традиц. схема оптических резо-наторив непригодна- Однако возможно использование агюмалыю низкого поглощения у-излучения П0 Оп~ редел╦ниым направлениям в кристалле, для к-рых выполняется Брэгга ≈ Вулъфа условие {эффект Бормана). В этих направлениях происходит сильное отражение от атомных плоскостей кристалла. Б результате в кристалле распространяются 2 плоские волны под углом друг к другу и напряж╦нность шгторфсренц. элсктрич. поля в узлах реш╦тки равна 0 (рис. 2). Поэтому у-кванты не теряют энергию ла иырынанле электронов и резко понижается вероятность поглощения у-кваптов. Однако одновременно с этим понижается и величина коэф, усиления (подавление пеупругих каналов ядерных реакций). Тем нв менее использовании ядерных переходов мультиполь-пости вьпио, чем El, дает результирующий выигрыш. Играет роль и форма кристалла, В иглообразном кристалле возникают моды с устойчивой поперечной конфигурацией, для которых поглощение мало, как и для плоских волн 1* условиях эффекта Бормана, Иа-
Рис. 3. Волновая картина поли и иглообразном кристалле в условиях эффекта Бормана; излучение с боковых граней мал б.
лучение с боковых граней очень мало (рис, 3), т. к. интенсивность поля для слабозатухающей моды у граней кристалла незначительна.
Генерация когерентного у-излучепия возможна также при вынужденной аннигиляции эдектронно-пози-тронных пар, при взаимодействии высокоэпергетич. встречных пучков заряж. частиц с пространственно периодыч. структурами (напр., распространение релятивистских пучков в кристаллах).
Выше в качестве механизма генерации когерентного у-излучения рассматривался процесс вынужденного излучения. Известен и др. механизм, а именно т. н. сверхизлучепие, когда когерентность испущенных фотонов является следствием корреляции состояний отдельных ядер ≈ излучателей. Было показано, что при радиац. распаде системы возбужденных ядер режим сверхизлучслия более вероятен. Поскольку пороговое значение плотности возбужд╦нных ядер для режимов сверх излучения и вынужденного излучения определяется одним и тем же условием, то осн. проблемы и пути их решения одинаковы для обоих подходов.
Лит.: Ильинский Ю. А,, Проблема гамма-лазера, «Природа», 197Й, JM5 9; В а 1 d w f n G. С,, S о 1 e m J. С., G о I'd a n s k i i V. I., Appronchos to the development of gamma-ray lasers, «Rev. Mod, Phys.», 1981, v, 53, JvJs 4, pt i, p. t)87. А. В. Андреев^
ГАММА-СПЕКТРОМЕТР, прибор для измерения энергии у-квантов и интенсивности у-излучения. Регистрация и измерение энергии у-квантов в большинстве случаев связаны с наблюдением электронов или элект-рон-позитронных пар, возникающих при взаимодействии гамма-излучения с веществом в процессах комп-топовского рассеяния, фотоэлоктрич. поглощения и образования пар. Различия в зависимостях эффективных сечений этих процессов от энергии у-квантов, а также от ат. номером Z элементом, входящих и состав вещества детектора, обусловливают выбор наиб, эф-фектинпого для данной области энергии у-квантов метода их регистрации и .определения энергии. Осн. частью Г.-с. является детектор у-квантов. В нек-рых детекторах ф-ция регистрации фотомов совмощона со спектрометрич. ф-цией, т. е. они сами могут служить Г.-с. Сюда относятся сциптилдяц. и полупроводниковые детекторы, пропорц. сч╦тчики, иопизац. камеры. Л других, более сложных Г.-с. эти ф-ции разделены. К таким приборам относится крнсталл-дифрикц. Г.-с,, магн. спектрометры, а также применяемые для спектрометрии у-квантов высокой энергии пузырьковые камеры.
Основные характеристики Г.-с.≈р азрешатощая способность и эффективность. Под разрешающей способностью обычно понимается величина Д£У£, где S ≈ энергия регистрируемых мо-
поэысргетнчиых у-квантов, а
ширина изме-
ренной данным Г.-с, у-липии па полоиине е╦ высоты. Иногда в литературе и качестве моры разрешающей способности указывают просто абс. величину Д£. Эффективностью Г.-с. паз. выраженная в % доля, к-рую составляют аи регистрированные прибором у-кванты данной энергии от общего числа у-квантов, попадающих н детектор Г, -с. Для одного и того жо Г.-с. эффективность обычно сильно зависит от энергии у-киантои. Иногда Г.-с. характеризуют свет о с и-л о и, под которой понимается отношение числа зарегистрированных за определ╦нное время у-кпаптов к общему их числу, испущенному источником за то же время.
ТТиже порога рождения пар (1,022 МэТЗ) регистрация у-кпаптов вед╦тся но комнтононским и фотоэлектронам. В области совсем малых энергии (десятки кэВ) осп, роль играет фотоэффект. При высоких энергиях
")
}
