Вместе с тем при анализе -частиц в α-спектрометре
кроме основной энергетической группы, имеющей наибольшую интенсивность, часто
наблюдаются группы α-частиц
с меньшими энергиями, причем каждая из групп имеет свое значение энергии. Такой
энергетический спектр называется линейчатым (рис. 3.4.1). α-Частицы
с меньшей, чем у основной группы, энергией имеют меньший пробег в воздухе и были
названы короткопробежными α-частицами.
Высота каждой линии определяется относительным выходом η для каждой
энергетической группы a-частиц.
Относительные выходы короткопробежных α-частиц
обычно существенно ниже, так как прозрачность (см. ниже) кулоновского барьера
меньше для a-распадовс
меньшим значением Тα.
Испускание короткопробежных частиц всегда сопровождается γ-излучением
соответствующей энергии, что свидетельствует о возбуждении дочернего ядра. Поскольку
процесс a-распада носит статистический
характер, то ядра одного и того же сорта могут возникать в разных возбужденных
состояниях. Таким образом, в данном a-активном
источнике, который содержит огромное количество ядер, при α-распаде
может возникать вполне закономерный дискретный набор энергий α-частиц
и возбужденных состояний дочернего ядра. Это поясняет диаграмма на рис. 3.4.2,
где показана схема a-распада ядра
235U.
Энергия каждого состояния ядра откладывается по условной оси, направленной вверх,
и отмечается соответствующей линией, называемой уровнем. Возле каждого уровня
при необходимости могут указываться энергия, спин и четность. Условная горизонтальная
ось представляет изменение Z
ядра. α-Переходы показаны
стрелками, идущими сверху вниз налево, и указывают, что энергия и порядковый номер
дочернего нуклида становятся меньше материнского, и происходит смещение влево
по строке таблицы Менделеева (уменьшается Z).
Слева от уровней возбужденного дочернего ядра (в данном случае это ядро 231Th)
указаны энергии возбуждения в МэВ, а вертикальными стрелками — γ-переходы.
Энергия каждой группы α-частиц
определяется с помощью формулы (3.4.9), в которой используется энергия ΔЕ,
соответствующая данному возбужденному уровню дочернего ядра 231Th.
В некоторых случаях возникающее в результате предшествующего b-распада a-активное ядро оказывается преимущественно в возбужденном состоянии. Если периоды полураспада таких ядер 10-7 ÷ 10-5с, то небольшая часть ядер может испытать a‑распад раньше, чем переход в основное состояние с испусканием γ‑кванта. При этом к энергии a‑распада (3.4.4) добавляется энергия возбуждения материнского ядра, и появляются a-частицы с кинетической энергией большей, чем для a-частиц из основного состояния. Такие a-частицы носят название длиннопробежных (см. рис.3.4.1). Примерами являются изотопы полония 212Ро и 214Ро, у которых периоды полураспада по отношению испускания α-частиц из основных состояний равны соответственно 3·10-7 и 2·10-4с.
Исследование спектров a-распада совместно с исследованием сопровождающего g‑излучения позволяет построить систему уровней возбужденного ядра.
