بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
معرفی اثر موزبائر
اسلاید 3 :
فهرست مطالب
اسلاید 4 :
Mössbauer Spectroscopy (MS)
=
Nuclear Gamma Resonance Spectroscopy (NGRS)
اسلاید 5 :
جذب رزونانسی بدون پس زنی هسته
اسلاید 6 :
رزونانس هسته ای
فرایند جذب رزونانسی هسته با نشر رزونانسی همراه است
تشدید فلوراسانس هسته ای روشی جهت تحقیق در ماده ی چگال است
مزایای روش:
عمق نفوذ بالای پرتو در ماده ی چگال
پهنای نسبی کوچک خطوط جذب و نشر (دقت آنالیزی بالا)
حساسیت بالای پارامترهای طیفی به عوامل داخلی و خارجی نمونه ی تحت آنالیز
اسلاید 7 :
پهنای ذاتی خطوط جذب و نشر
طبق اصل عدم قطعیت هایزنبرگ:
Γ- پهنای ذاتی خطوط جذب و نشر
در حالت پایه:
در حال برانگیخته:
مدت زمان اندازه گیری انرژی
عدم قطعیت در اندازه گیری انرژی
ثابت پلانک
اسلاید 8 :
پدیده پس زنی (Recoil)
شلیک گلوله به سمت هدف از روی زمین صلب.
تعداد برخورد نسبت به فاصله از هدف تابعی نرمال دارد (در ترازهای
انرژی این تابع همان باند طبیعی هایزنبرگ است)
شلیک گلوله از درون قایقی در دریاچه ای آرام.
به سبب قانون بقای انرژی پس زنی اتفاق میافتد ER انرژی برابر میزان
تکانهی گلولهی پرتابی دارد.
شلیک گلوله از درون قایقی در دریاچهای متلاطم.
حرکت قایق سبب کاهش احتمال برخورد گلوله و پهن شدگی
توزیع احتمال میشود
شلیک گلوله از درون قایق، در دریاچه ای یخ زده!
قایق امکان حرکت و پس زنی را ندارد و توزیع احتمال برخورد
همچون (a) میگردد.
در شرایط و دمای محیطی، پهن شدگی حرارتی و پس زنی ناشی از قانون بقاي تكانه
سبب میشود میزان همپوشانی توابع نشر و جذب انرژی و در نتیجه پدیدهی
رزونانس حداقل گردد. با کاهش دما همپوشانی این توابع افزایش می یابد.
اسلاید 9 :
پس زنی در هسته
هسته پس از گسيل گاما طبق قانون بقاي تكانه پس زده مي شود:
انرژي فوتون جذب شده > انرژي فوتون نشر یافته
همپوشاني بين خطوط جذب وگسيل صورت نمي گيرد
تشديد فلورسانس مشاهده نمي شود
اسلاید 10 :
کشف اثر موزبائر
در سال 1958رادولف موزبائر با حذف پدیدهی پس زنی (مانند آنچه در دریاچه یخ زده اتفاق می افتد) امكان مشاهده پديدهی رزونانس اشعه گاما را فراهم ساخت.
زیربنای اصلی این پدیده که بر اساس کشف نشر و جذب پرتو گاما در مواد است به "اثر موزبائر" معروف شد.
در 1961 موزباور جایزهی نوبل را در فیزیک برای کشف و تئوری پردازی این پدیده دریافت نمود.
اسلاید 11 :
جذب و نشر بدون پس زنی (Recoil-free)
جرم پس زده شده، جرم كل كريستال است (جرم کریستال 1015 مرتبه بزرگتر از جرم يك اتم تنهاست)
انرژي پيوندهاي شيميايي در شبكه كريستالي (1-10eV) << انرژي پس زني اتم (10 −2KeV)
اسلاید 12 :
عناصر فعال موزبائر
انرژي استحاله اي بين 5 تا KeV 180
طول عمري در محدوده ي 6-10 تا s 11-10
اسلاید 13 :
واپاشی هسته ای در 57Co
- 100ns
- 10ns
اسلاید 14 :
sample
source
detector
collimator
Mossbauer drive
واپاشی چشمه ی 57 Co به 57Fe با نشر پرتو گاما
57Co + e (capture) → 57Fe + γ
ایجاد طیفی انرژی از پرتو گامای تک انرژی با حرکت دادن چشمه با شتاب ثابت (اثر دوپلر)
موازی سازی پرتوها در موازی ساز (collimator)
برخورد پرتو با نمونه تحت آنالیز ← برهمکنش پرتو با هسته ی اتم موزبائر موجود در نمونه ← جذب رزونانسی پرتو در ترازهای هسته ← عبور و پراکنش پرتوهای اصابت کرده با نمونه
آشکار سازی پرتوهای خروجی در آشکارساز در حالت عبوری یا انعکاسی
فیت کردن نمودار با کمک بسته ی نرم افزاری
detector
نحوه عملکرد دستگاه
اسلاید 15 :
شماتیک اجزای موزبائر
اسلاید 16 :
طیف موزبائر
اسلاید 17 :
سرعت دوپلر
محرک سرعت دوپلر
پدیده دوپلر
حرکت با شتاب ثابت در جهت X± و محدوده ی سرعت ها چند mms-1 با شکل پالسیِ معین توسط محرک سرعت دوپلر انجام میشود.
پرتو خروجی از چشمه تک فام است.
به منظور دستیابی به طیفی از پرتوها و امکان شناسایی تمامی ترازهای انرژی، چشمه را نسبت به جاذب حرکت می دهند
هر کانال دتکتور مربوط به یک سرعت مشخص است که در آن تعداد پرتوهای دریافت شده با انرژی معین شمارش می گردد. نتیجهی این آنالیز به صورت تابعی از شدت پرتوی عبوری نسبت به سرعت چشمه گزارش میشود.
اسلاید 18 :
تجهیزات طیف سنجی موزبائر
اسلاید 19 :
حساسیت و دقت آنالیزی
پهنای ذاتی خطوط انرژی براي57Fe برابر eV 4.67×10-9 در مقایسه با انرژي اشعة گاماي موزبائر اين ايزوتوپ (14.4 keV)
نسبتی از مرتبه 1 بر 1012 ميباشد.
معادل یک ذره غبار پشت یک فیل یا یک ورق کاغذ در فاصله بین خورشید و زمین
امکان تشخیص برهم كنش هاي فوق ظریف(Hyperfine) هسته
قابلیت تشخیص مغناطش سطحی در نانو ذرات
دقت آنالیزی فوق العاده بالا
اسلاید 20 :
برهمکنش های هسته ی اتم با محیط اطراف
وابسته به محیط پیرامون اتم Fe و ویژگی های مغناطیسی، طیف موزباور می تواند شامل تک پیک(singlet) ، جفت پیک (doublet) یا پیک های شش تایی (sextet) باشد.
سه پديده اصلي که توسط این اثر می توان به بررسی برهمکنشهاي ترازهاي انرژي هسته با محيط شيميايي و مغناطیسی اطراف پرداخت عبارتند از:
پديده انتقال
ايزومری
پديده
شکافتگی
کوادروپل
پديده
شکافتگی
مغناطيسي
Isomer shift
Quadrupole splitting
Bhf
Magnetic hyperfine field
