Page 49 - 4799

ядру. Розсіяний γ-квант змінює напрямок руху і має меншу енергію. Під
дією високоенергетичних γ-квантів деякі ядра згідно з реакцією А(γ, γ)А
переходять у метастабільний стан. Це збуджений стан стабільних ядер, які
називаються ізомерами. Час життя ядра в збудженому стані, як правило, дуже
-12
-9
малий - від декількох пікосекунд (n·10 с) до наносекунд (n·10 с).
Причина утворення метастабільних станів полягає в особливостях їхніх
квантово-механічних параметрів - спіну і парності. Більшість ізомерних
рівнів мають енергію в інтервалі від 0,1 до 1 МеВ. Відомо, що пряме
збудження ізомерних рівнів електромагнітним випромінюванням не
відбувається. Тому ядро має бути збудженим до більш високого
енергетичного рівня, при розрядці якого вже можливий частковий або
повний перехід на ізомерний рівень. Розпад ізомеру відбувається шляхом γ-
переходу. Існує близько 40 стабільних ядер, які можуть перебувати в
метастабільному стані й розпадаються з різними періодами піврозпаду.
Перехід ядер зі збудженого стану в основний відбувається з
випромінюванням γ-квантів. Перехід ядер у метастабільний стан
відбувається при дії γ-квантів порівняно низької енергії, які не викликають
фотоядерної реакції.
Так, на ядрах золота відбувається реакція непружного розсіяння γ-
випромінювання на ядрі 197 Au ,(  ' ) 197 m Au. Ізомер 197 m Au розпадається з T=7,2 с
і при цьому випромінює γ-квант з енергією Е γ = 279 кеВ.
'
Криві перерізу реакції (γ, γ) мають резонансний характер, причому
максимум припадає на область енергій біля порогу реакції (γ, n). Величина
-32
'
-31
2
перерізу реакції (γ, γ) лежить у межах 10 -10 см .

4.8. Взаємодія нейтронів з речовиною
Нейтрон це елементарна частинка, яка входить до складу ядер хімічних
елементів, має масу m n=1838,68·m e (маса протона m p=1836,15·m e; маса
-30
електрона m e=0,91095·10 кг) і не має електричного заряду (нейтральна).
Маса нейтрона більша за масу протона; енергетичний еквівалент різниці мас
1
1
n-p становить n-р= -( H -m e)=n - Н + m e=0,755+0,502 = 1,257 МеВ (оскільки
1
n- H=0,755 МеВ). Це зумовлює радіоактивність вільного нейтрона, який має
період піврозпаду 11,77 с за схемою: n→р+ e+ ν+ 0,755 МеВ.
Завдяки відсутності електричного заряду нейтрони слабо взаємодіють з
електронами атомних оболонок. Вони практично вільно проникають крізь
електронні оболонки атомів і взаємодіють в основному з ядрами атомів.
Електромагнітна взаємодія нейтрона з електронами визначається взаємодією
між їхніми магнітними моментами і в більшості випадків є надзвичайно
малою величиною. Ефект від взаємодії магнітних моментів нейтрона та
електрона стає помітним у феромагнетиках, коли магнітні моменти
електронів орієнтовані однаково.
Проходячи через речовину, нейтрони викликають різні ядерні процеси,
кожний з яких характеризується своїм ефективним перетином (імовірністю),
що описує мікроскопічні механізми взаємодії. Нейтрони взаємодіють з
речовиною шляхом таких механізмів: пружного розсіяння; непружного

49