Способ гамма-резонансной спектроскопии

 

1,СПОСОБ ГАММА-РЕЗОНАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ, основанный на пропускании излучения источника через исследуемое вещество, при синхронном Изобретение относится к ядернофизическим исследованиям, а именно к гаммаг-резонансной спектроскопии, и может применяться для анализа веществ, в которых наблюдается эффект Мессбауэра . Известен способ гамма-резонансной спектроскопии, основанный на измерении эффекта резонансного поглощения или рассеяния гамма-квантов низкой энергии в образце. Недостаток способа заключается в том, что трудно подобрать вещест.ва движении источника и исследуемого вещества, одного - с постоянной скоростью , другого - с постоянным ускорением , и регистрации излучения резонансным детектором, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергетического разрешения и расширения области селективной регистрации мессбауэровских спектров путем преобразования резонансного излучения спектра источника, излучение от источника предварительно пропускают через фильтр, выполненный из вещества с расщепленным мессбауэровским спектром, который приводят в движение по закону, совпадающему с законом движения источника. (Л 2. Способ гамма-резонансной спектроскопии по п.1, отличающий с я тем, что фильтр выполняют из вещества, мессбауэровский спектр которого имеет квадрупольное расщепление или поляризованные компоненты . К 4 для резонансных преобразователей, у которых мессбауэровские линии в спектре были бы смещены энергетически по отношению к резонансной ли- i НИИ испускания источника, на необходимую величину. В настоящее время найдены только две резонансные пары на основе изотопов железа и олова, тогда как известны десятки изотопов, в которых наблюдае.тся эффект Мессбауэра . Известен также способ гамма-резонансной спектроскопии, в котором для

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (50 4 С 01 Т 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ OCHT СССР

1 (21) 3416762/18-25 (22) 05.04.82 (46) 30.12,89. Бюл.М 48 (71) Институт аналитического приборостроения Научно-технического объединения АН СССР (72) С.M.Èðêàåâ, В.В.Куприянов, В.А.Семенкин и М.M,Ñîêîëîâ (53) 535.232.61 (088.8) (56) Иркаев С.М. и др, Ядерный гамма-резонанс: M., Изд-во МГУ, 1970, с.98-103, М,Henry. F.Warret Mossbauer polarimentry using fluosi 1icutes.

Physica Status Solidi, ч.44, 1967, р.601-607.

Иркаев С.М, Семенкин В,А., Соколов M.М. Компенсация изомерного сдвига при работе с резонансным детектором, ПТЭ, h» 5, 1981, с 53-55. (54)(57) 1.СПОСОБ ГАММА-РЕЗОНАНСНОЙ

СПЕКТРОСКОПИИ, основанный на пропускании излучения источника через исследуемое вещество,.при синхронном

Изобретение относится к ядернофизическим исследованиям, а именно к гамма.-резонансной спектроскопии, и может применяться для анализа веществ, в которых наблюдается эффект Мессбауэра.

Известен способ гамма-резонансной спектроскопии, основанный на измерении эффекта резонансного поглощения или рассеяния гамма-квантов низкой энергии в образце, Недостаток способа заключается в том, что трудно подобрать вещества

„„Я0„;,ДД247Я A .

2 движении источника и исследуемого вещества, одного — с постоянной скоростью, другого — с постоянным ускорением, и регистрации излучения резонансным детектором, о т л и ч а юшийся тем, что, с цепью увеличения энергетического разрешения и расширения области селективной реги» страции мессбауэровских спектров путем преобразования резонансного излучения спектра источника, излучение от источника предварительно пропускают через фильтр, выполненный из вещества с расщепленным мессбауэровским спектром, который приводят в движение по закону, совпадающему с законом движения источника.

2. Способ гамма-резонансной спектроскопии по п,l о т л и ч а ю— шийся тем, что фильтр выполняют из вещества, мессбауэровский спектр которого имеет квадрупольное расщепление или поляризованные компоненты. для резонансных преобразователей, у которых мессбауэровские линии в спектре были бы смещены энергетически по отношению к резонансной ли- . нии испускания источника на необходимую величину, В настоящее время найдены только две резонансные пары на основе изотопов железа и олова, тогда как известны десятки изотопов,: в которых наблюдается эффект Mecc6ay- эра.

Известен также способ гамма-резонансной спектроскопии, в котором для

1124714 обеспечения условий резонансного детектирования или выделения поляризованного излучения синхронно с энерге тической разверткой спектра задается необходимое допплеровское смещение энергии .резонансного излучения источника. Эта операция осуществляется двумя допплеровскими мо-. дуляторами мессбауэровского спектрометра.

Недостаток способа заключается в невысоком энергетическом разрешении, обусловленйом шириной гамма-линии, Из известных способов наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ гаммарезонансной спектроскопии, основанный на пропускании излучения источника через исследуемое вещество при синхронном движении источника,и исследуемого вещества, одного — с постоянной скоростью, другого — с постоянным ускорением„и регистрации.резонансным детектором. 25

Способ позволяет при отсутствии резонансной пары осуществить резо-, нансное детектирование гамма-излучения, что,приводит к сужению экспериментальной линии спектра. Однако ширина экспериментальной линии не может быть сделана меньшей той, которая определяется энергетической шиФ риной сечения поглощения ядер вещества конвертора резонансного детектора, чем и обуславливается энерге35 тическое разрешение способа, Кроме того, известным способом . могут быть реализованы исследования в поляризованном излучении с регистрацией резонансным детектором.

Недостатком известного способа является необходимость подбора в обоих случаях источника, конвертора, резонансного детектора, фильтра или 45 компонент поляризатора, линии мессбауэровского спектра которых не смещены по энергетическому положению относительно друг друга.

Это ограничивает набор веществ, используемых для гамма-резонансной спектроскопии.

Цель изобретения — увеличение энергетического разрешения и расширение области селективной регистрации

55 мессбауэровских спектров посредством преобразования резонансного излуче-. ния спектра источника.

Поставления цель достигается тем, что в. способе, основанном на пропускании излучения источника через исследуемое вещество при синхронном движении источника и исследуемого . вещества, одного - с постоянной скоростью, другого - с постоянным ускорением, и регистрации излучения резонансным детектором, излучение от источника предварительно пропускают через фильтр, выполненный из вещества с расщепленным мессбауэровским спектром, который приводят в движение по закону, совпадающему с законом движения источника.

Кроме того, фильтр выполняют из вещества, мессбауэровский спектр которого имеет квадрупольное расщепление или поляризованные компоненты, На фиг.1 приведены графики, отражающие физическую сущность способа; на фиг.2 — схема мессбауэровского спектрометра для осуществления способа, вариант.

Способ осуществляется следующим образом, В общем случае энергетическое положение линий (фиг.1) источника

4 (а), фильтра (б), поляризатора (в) и конвертора резонансного детектора (д) смещены относительно друг друга. Совмещение центра линий источ- . ника и конвертора осуществляется сообщением источнику. постоянной скорости, равной Ч вЂ” V>, допплеровским модулятором источника, что соответствует энергетическому смещению

Чс

Е = Е - — — - (здесь Š— энергия сМ б с о

Э

1 -излучения, V - Vs — разность положений центра линии поглощения конвертора.и излучения источника в еди- ницах скорости).

Энергетическая развертка спектра (г) производится сообщением исследуемому объекту постоянного ускорения.

При этом увеличение энергетического разрешения достигается введением фильтра (б), который приводится в движение с постоянной скоростью (V>- Чс), соответствующей энергетическому смещению центра резонансных линий фильтра и конвертора резонансного детектора, причем движение. фильтра осуществляется синхронно с движением источника и исследуемого образца (здесь Ч - Чс — разность

5 ° 11 положений центра линий поглощения фильтра и конвертора).

При необходимости работы в поляризованном излучении с регистраци-, ей резонансным детектором фильтр заменяется- поляризатором и совмещение центра одной .иэ линий поляризатора с центром линии конвертора осуществляется сообщением поляризатору постоянной скорости Vp — 7с °

Способ реализуется на спектро. метре Мессбауэра (фиг.2), содержа- - щем допплеровские модуляторы 1-3 источника, резонансного преобразователя и поглотителя соответственно. .соединенные через блоки 4-б задания и отработки законов движения источника, резонансного преобразователя, поглотителя соответственно с генератором опорных сигналов 7, резонансный детектор 8, соединенный через усилитель 9 и дискриминатор 10 с многоканальным анализатором ll второй вход которого подключен к синхронизирующему выходу генератора опорных сигналов. На подвижных частях допплеровских модуляторов 1 - 3 соответственно укрепляются источник излучения S, резонансный преобразователь Т (фильтр или поляризатор), поглотитель А (исследуемый объект), которые приводятся в движение по соответствующим законам синхронно.

Спектрометр работает следующим

:.образом.

24714 . 6

Генератор опорных сигналов 7 вырабатывает синхронизированные сигналы пилообразной и прямоугольной формы ,(отрицательный и положительный.,), поступающие соответственно на входы блоков задания и отработки законов движения 4-б источника, резонансного преобразователя, поглотителя, 10 выходы которых соединены с допплеровскими модуляторами 1 - 3. Этими сигналами задаются законы движения источника, резонансного преобра зователя и поглотителя, Стартовые

15 импульсы генератора опорных сигналов, соответствующие началу рабочего цикла, поступают в многоканальный анализатор и служат для запуска его в режиме последовательного мно20 гоканального пересчета.

K преимуществам описываемого способа следует отнести увеличение разрешающей способности спектрометра, реализующего способ, приблизительно

25 на 40Х при использовании реэонансного фильтра, и возможность проводить .исследования в поляризованном излучении с регистрацией резонансным детек" тором. Применение способа упрощает

30 подбор веществ, которые могут быть использованы в качестве резонансных преобразователей, и расширяет воэможности мессбауэровской спектроскопии для анализа веществ, в кото35 рых наблюдается резонансное поглощение гамма-квантов.

1124714

4, Р

Редактор Л,Письман Техред Л.Олийнык

Корректор О.Кравцова

Заказ 749 Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат - Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101