Способ гамма-резонансной спектроскопии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУбЛИК 5040 01 Т 1/36 ОБРЕТЕНИЯ АНИ ДЕТЕЛЬСТВ ВТОР СКОМ 1(71) Институт аналитического приборостроения Научно-техническогообьединения АН СССР(56) Иркаев С.М. и др, Ядерный гамма-резонанс: М Изд-во Г 1 ГУ, 1970,с.98-103,М,Непгу. Р.ЯаггеС МоззЬапег ро 1 агиаепйгу пвпя Г 1 иоз 11 спСез.РЬувса Яайпв Бо 1 Ыд, ч.44, 1967,р.601-607.Иркаев С,М, Семенкин В,А., Соколов М.М, Компенсация изомерного сдвига при работе с резонансным детектором, ПТЭ, Р 5,1981, с,53-55.(54)(57) 1.СПОСОБ ГАММА-РЕЗОНАНСНОЙСПЕКТРОСКОПИИ, основанный на пропускании излучения источника через исследуемое вещество,.при синхронном с ты. Изобретение относится к ядерно- физическим 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 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР,ЯО 1 ин 2движении источника и исследуемого вещества, одного - с постоянной скоростью, другого - с постоянным ускорением, и регистрации излучения резонансным детектором, о т л и ч а ющ и й с я 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, выполненный4из вещества с расщепленным мессбауэровским спектром, котоРый приводят в движение по закону, совпадающему с законом движения источника.2, Способ гамма-резонансной спект. роскопии по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что Фильтр выполняют из вещества, мессбауэровский спектр которого имеет квадрупольное расщепление или поляризованные компонендля резонансных преобразователей,ау которых мессбауэровские линии в ДЬспектре были бы смещены энергетически по отношению к резонансной ли- .нии испускания источника на необходимую величину, В настоящее времянайдены только две резонансные парына основе изотопов железа и олова,тогда как известны десятки изотопов,в которых наблюдается эффект Мессбау-эра. Известен также способ гамма-ренансной спектроскопии, в которомобеспечения условий резонансногодетектирования или выделения поляризованного излучения синхронно с энергетической разверткой спектра задаетсянеобходимое допплеровское смещениеэнергии .резонансного излученияисточника. Эта операция осуществляется двумя допплеровскими мо-.дуляторами мессбауэровского спектрометра,Недостаток способа заключается вневысоком энергетическом разрешении,обусловленйом шириной гамма-линии,Из известных способов наиболееблизким по технической сущности кпредложенному является способ гаммарезонансной спектроскопии, основанный на пропускании излучения источника через исследуемое вещество присинхронном движении источника,и исследуемого вещества, одного - с постоянной скоростью, другого - с постоянным ускорениеми регистрации.резонансным детектором. 25Способ позволяет при отсутствиирезонансной 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 шириной сечения поглощения ядер вещества конвертора резонансного детектора, чем и обуславливается энерге 35тическое разрешение способа,Кроме того, известным способом .могут быть реализованы исследованияв поляризованном излучении с регист Орацией резонансным детектором,Недостатком известного способаявляется необходимость подбора в обоих случаях источника, конвертора, резонансного детектора, фильтра или 45компонент поляризатора, линии мессбауэровского спектра которых не смещены по энергетическому положениюотносительно друг друга.Это ограничивает набор веществ,используемых для гамма-резонанснойспектроскопии. Цель изобретения - увеличениеэнергетического разрешения и расшире"ние области селективной регистрации55мессбауэровских спектров посредствомпреобразования 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 ре" зонансным 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 (а), фильтра (б), поляризатора (в) и конвертора резонансного детектора (д) смещены относительно друг друга, Совмещение центра линий источника и конвертора осуществляется сообщением источнику. постоянной скорости, равной Ч - Чэ, допплеровским модулятором источника, что соответствует энергетическому смещениюЧс- ЧЕ = Е - в в - (здесь Е - энергиясМ б с оЭ -излучения, Чс- Чэ - 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 (Ч- 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 - разность511положений центра линий поглощенияфильтра и конвертора).При необходимости работы в поляризованном излучении с регистраци-,ей резонансным детектором Фильтр заменяется поляризатором и совмещениецентра одной .иэ линий поляризаторас центром линии конвертора осуществляется сообщением поляризатору постоянной скОРОсти 71 - 7 сСпособ реализуется на спектро. метре Мессбауэра (фиг.2), содержащем допплеровские модуляторы 1-3источника, резонансного преобразователя и поглотителя соответственно..соединенные. через блоки 4-б задания й отработки законов движенияисточника, резонансного преобразователя, поглотителя соответственно сгенератором опорных сигналов 7,резонансный детектор 8, соединенныйчерез усилитель 9 и дискриминатор 10с многоканальным анализатором 11,второй вход которого подключен ксинхронизирующему выходу генератораопорных сигналов. На подвижных частях допплеровских модуляторов 1 - Эсоответственно укрепляются источникизлучения 8, резонансный преобразователь Т (Фильтр или поляризатор),поглотитель А (исследуемый объект),которые приводятся в движение по соответствующим законам синхронно.Спектрометр работает следующим;образом,24714 6Генератор опорных сигналов 7 вырабатывает синхронизированные сигналыпилообразной и прямоугольной формы,(отрицательный и положительный ),поступающие соответственно на входыблоков задания и отработки законовдвижения 4-б источника, резонансного преобразователя, поглотителя,10 выходы которых соединены с допплеровскими модуляторами 1 - Э, Этимисигналами задаются законы движения источника, резйнансного преобра зователя и поглотителя, Стартовые15 импульсы генератора опорных сигналов, соответствующие началу. рабочегоцикла, поступают в многоканальныйанализатор и служат для запускаего в режиме последовательного мно 20 гоканального пересчета,К преимуществам описываемого способа следует отнести увеличение разрешающей способности спектрометра,реализующего способ, приблизительно25 на 403 при использовании резонансного фильтра, и возможность проводить,исследования в поляризованном излучении с регистрацией резонансным детек"тором, Применение способа упрощает30 подбор веществ, которые могут бытьиспользованы в качестве резонансныхпреобразователей, и расширяет воэможности мессбауэровской спектроскопии для анализа веществ, в кото 35.рых наблюдается резонансное поглощение гамма-квантов.