Гамма-излучение возбужденных ядер и его характеристики

Гамма-излучение ядер –коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны меньшей размера атома и большей размера ядра: 5 10 ^-14 м ≤ λ ≤ 2 10 ^{-10 м} . Гамма-излучение это поток γ-квантов с энергией , импульсом p = ћ k и спином I =1. Энергия гамма-квантов лежит в интервале 10 Кэв ≤ E _γ ≤20 Мэв.

Гамма-излучение ядер это самопроизвольное испускание возбужденным ядром γ-квантов. Оно обусловлено взаимодействие отдельных нуклонов ядра с электромагнитным полем ядра. При этом ядро переходит с возбужденного энергетического уровня на основной уровень(одноквантовый переход). Этот радиационный переход может быть каскадным, когда снятие возбуждения происходит путем последовательного испускания кванта с промежуточных уровней энергии. Спектр γ-излучения представляют в виде распределения γ-квантов по энергиям. Энергетический спектр ядра содержит дискретную и непрерывную компоненты. Дискретная компонента простирается от основного уровня до энергии возбуждения ядра. Выше начинается область непрерывных энергетических состояний, когда энергии возбужденного ядра достаточно для испускания ядром нуклонов.

В дискретной области спектра расстояние между уровнями ядра много больше энергетической ширины уровня Г. Ширина уровня энергии определяется временем жизни τ ядра в этом состоянии Г = ћ τ.Время τ фиксирует скорость γ –распада возбужденного ядра: . Схема β -распада ядра йода и каскадные переходы возбужденного ядра ксенона в основное состояние с излучением γ-квантов показаны на рис.1.8.

Рис.1.8. Схема -распада ядра йода . Три каскадных перехода возбужденного ядра в основное состояние сопровождаются излучением трех гамма-квантов с энергиями 0,7 Мэв, 0,66 Мэв, 0,54 Мэв соответственно.