V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Moonovi pozorovat rezonanční rozptyl záření γ
energie 412keV emitovaného dceřinným jádrem 198Hg radioisotopu 198Au.V.: Vysokou citlivost Mössbauerova jevu rezonanční jaderné absorbce γ-záření 14,4keV 57Fe využili r. Potřebná rychlost tohoto pohybu
je dána vztahem v/c Ek/Eγ.L. Jako zdroj záření se
použije radionuklid 57Co, který poločasem 270 dní elektronovým záchytem rozpadá excitované jádro 57Fe.
Nejvhodnější podmínky pro realizaci Mössbauerova jevu jsou jader isotopu železa 57Fe. Jaderná rezonanční absorbce pak své maximum kolem nulové rychlosti pohybu zdroje vzhledem absorbátoru. Toho možno dosáhnout
třemi způsoby:
♦ Mechanickým pohybem zdroje směrem absorbátoru, např.1951 podařilo P. umístěním zdroje rotující kotouč, aby
se Dopplerovým efektem zvýšila frekvence tedy energie) emitovaného záření.6 Ionizující záření
= p2
γ /2mnucl E2
γ /(2mnucl. Debyeova teplota materiálu),
čímž byla zvýšena pravděpodobnost emise záření bez odrazu emitujícího jádra, podobně absorbce.
♦ Využitím předcházejícího rozpadu jaderné reakce získání vhodné rychlosti emitujícího jádra pro
dosažení Dopplerova frekvenčního posuvu.10. Vzhledem vysoké Debyeově teplotě (360°K) probíhá Mössbauerův jev za
normální laboratorní teploty, přičemž Dopplerův frekvenční posun, potřebný pro kompenzaci odrazu jádra 57Fe,
se dosahuje mechanickým posuvem zdroje rychlostí pouze řádu 1mm/s. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.A. Pro přechody energii Eexcit cca 100 keV středně těžkých
jádrech hodnota činí několik setin eV, což podstatně převyšuje energetickou šířku jaderné hladiny. 1.
Sekundární záření generované při interakcích látkou
Při shora rozebíraných interakcích primárního záření látkou dochází pochodům, při nichž
je generováno sekundární záření:
q Fotoelektrony uvolněné atomového obalu důsledku fotoefektu primárního γ-záření
q Charakteristické X-záření následující fotoefektu primárního γ-záření
q Augerovy elektrony vznikající vnitřní konverzí charakteristického X-záření
q Brzdné záření vznikající při pohybu elektronů pozitronů látce
q Comptonovsky rozptýlené g-záření
q Elektronové pozitronové záření vznikající primárního vysokoenergetického γ-záření při
tvorbě elektron-pozitronových párů
q Anihilační g-záření energii 511keV, vznikající anihilací pozitronů vytvořených při tvorbě
elektron-pozitronových párů
q Světelné záření vznikající při deexcitacích elektronů vnějších slupkách atomového obalu,
při Čerenkovovském vyzařování sekundárních elektronů, popř.
Toto jádro při deexcitaci emituje záření energiích 692keV (0,14%), 136keV (11%), 122keV (87%) 14,4keV (9%).
http://astronuklfyzika.1960 R.RNDr.c2) E2
excit/(2mnucl.Tímto způsobem r. Není-li totiž
energie odraženého jádra dostatečná tomu, aby vybudila krystalovou mřížku, níž atom vázán, základního stavu do
prvého vzbuzeného stavu, nemůže být žádná energie přenesena krystalovou mřížku emise záření nastává bez odrazu
jádra.1958 pak R. r.htm (17 32) [15.
Comptonovsky rozptýlené γ-záření, charakteristické X-záření, brzdné záření anihilační γ-záření
však mohou snadno vylétat ozařované látky ven obohacovat tak původní pole záření γ.
Právě záření dílčího přechodu excitované hladiny energii 14,4keV díky nízké energii vhodné pro buzení
rezonanční jaderné absorbce.B.
Na Mössbauerově jevu rezonanční jaderné absorbce záření využitím způsobu založena metoda
Mössbauerovy spektroskopie, zmíněná §3.
♦ Zahříváním radioaktivního zdroje, aby Dopplerovým jevem "rozmítala" frekvence zvýšila tak šířka
čáry emitovaného záření γ.cz/JadRadFyzika6.Pound
a G.2008 12:13:55]
.3.Rebka změření gravitačního frekvenčního posuvu tíhovém poli Země, což bylo významným testem
správnosti Einsteinovy obecné teorie relativity jakožto fyziky gravitace prostoročasu viz §2. Aby mohlo dojít
k rezonanční jaderné absorbci, nutno tuto ztracenou energii odraženého emitujícího absorbujícího jádra ve
vhodném experimentálním uspořádání nahradit kompenzovat Dopplerovým jevem.Mössbauer prokázal
rezonanční absorbci záření energie 129keV emitovaného dceřinným jádrem 191Ir radioisotopu 198Os *); podle něj byl
pak příslušný jev nazván Mössbauerův.4 "Fyzikální zákony
v zakřiveném prostoročase", pasáž "Gravitační frekvenční posun" knize "Gravitace, černé díry fyzika prostoročasu". při deexcitacích luminiscenčních
centrech určitých látek
Fotoelektrony, Augerovy elektrony elektron-pozitronové páry jsou látce většinou
absorbovány, vylétat jich může jen velmi malá část vrstev při povrchu ozařované látky.c2).
*) Mössbauerově experimentu byl navíc zdroj absorbátor chlazen teplotu 88°K (nižší než tzv.
Pozn
