VIII HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
2.3 Phân rã gamma
Q trình một hạt nhân ở trạng thái kích thích, chuyển về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn, bức xạ ra một phơtơn có năng lượng cao gọi là phóng xạ gamma. Tia gamma là bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn bước sóng tia X (nhỏ hơn 10−12m). Thực nghiệm cho thấy tia gamma
được phát ra với năng lượng gián đoạn, điều này chứng tỏ hạt nhân có những năng lượng gián đoạn. Ta có thể viết biểu thức tính năng lượng của bức xạ gamma như sau:
hν =Ek−Ei (VIII.25)
Trong đó Ek là mức năng lương trên của hạt nhân trước khi phóng xạ gamma; Ei là mức năng lượng dưới của hạt nhân sau khi đã bức xạ; ν là tần số bức xạ γ; h là hằng số Plăng. Do năng
lượng của các mức năng lượng hạt nhân có giá trị lớn, giữa các mức năng lượng hạt nhân cũng cách nhau xa nên năng lượng bức xạ của hạt nhân khi chuyển mức năng lượng có giá trị từ hàng chục KeV đến hàng chục MeV lớn hơn rất nhiều photon phát ra do electron trong nguyên tử chuyển mức năng lượng.
Phân rã gamma xẩy ra theo quy tắc dịch chuyển sau:
A ZX∗
−→A
Z X+00 γ (VIII.26)
Phân rã hạt nhân cũng có chu kì bán rã như các phóng xạ khác, tuy nhiên, phần lớn các hạt nhân có chu kì bán rã gamma rất nhỏ khơng đo được, nó có giá trị khoảng10−14 giây.
Để có nguồn phóng xạ gamma ta phải kích thích cho các hạt nhân chuyển lên trạng thái năng lượng cao. Có nhiều phương pháp kích thích như: bắn phá bằng các hạt tích điện hay trung hồ và khối hạt nhân có khối lượng cao; cho hấp thụ photon; trong các pháng xạ anhpa, phóng xạ β
tạo nên các hạt nhân ở trạng thái kích thích,. . .
§3 PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ GHI NHẬN TIA BỨC XẠ
Một trong những vấn đề đặt ra là: làm cách nào đo lường bức xạ? Để thực hiện việc đo lường bức xạ, người ta dựa vào tương tác của các tia bức xạ với môi trường vật chất kèm theo nhiều hiệu ứng như: Iơn hố mơi trường, bức xạ photon, bức xạ nhiệt, . . . Các hiệu ứng này cho phép quan sát được bức xạ, đo lường cường độ, mật độ dòng và phổ của bức xạ. Dụng cụ để đo lường gọi tên chung là đềtectơ dựa trên các phương thức bức xạ làm Iơn hố phân tử, tạo thành một cặp iôn phân tử mang điện dương và electron và để ghi nhận các điện tích này. Một số đềtectơ phổ biến nhất là ống đếm Geiger, ống đếm bán dẫn, ống đếm nhấp nháy, buồng Wilson,. . .