Физическая энциклопедия - гамма-излучение

Время жизни g-активных ядер резко возрастает с уменьшением их энергии и с увеличением разности спинов исходного и конечного состояний ядра. Вследствие этого наряду с осн. состоянием ядра может относительно долго (иногда годы) существовать его метастабильное возбуждённое (т. н. изомерное) состояние (см. ИЗОМЕРИЯ АТОМНЫХ ЯДЕР). При радиоакт.

распаде ядер обычно наблюдаются g-кванты с энергией ?g от 10 кэВ до 5 МэВ. Гамма-кванты больших энергий возникают при распадах элем. ч-ц. Так, при распаде покоящегося нейтрального пи-мезона возникает Г.-и. с энергией =70 МэВ. Г.-и., появляющиеся при прохождении быстрых эл-нов через в-во, обусловлено торможением последних в кулоновском поле ядер.

рис.). Т. о., фотоэффект преобладает в области малых энергий g-квантов (?g?100 кэВ) и у тяжёлых элементов (Pb, U). . Зависимость коэфф. поглощения m g-излучения в свинце от энергии g-квантов. В случае Комптона эффекта происходит рассеяние g-кванта на одном из ат. эл-нов. При этом уменьшается энергия g-кванта (увеличивается длина волны) и изменяется направление его распространения.

полях ядер. Вероятность этого процесса пропорц. Z2 и увеличивается с ростом ?g. Поэтому при ?g =10 МэВ осн. процессом поглощения Г.-и. в любом в-ве оказывается образование пар. Ослабление Г.-и. в в-ве обычно характеризуют линейным коэфф. поглощения m, к-рый показывает, на какой толщине х поглотителя интенсивность I0 падающего пучка Г.-и.

ослабляется в е раз: I=I0e-mx. Иногда вводят массовый коэфф. поглощения, равный отношению m к плотности поглотителя; в этих случаях толщину измеряют в г/см2. При высоких энергиях Г.-и. (?g>10 МэВ) процесс прохождения Г.-и. через в-во усложняется. Вторичные эл-ны и позитроны обладают большой энергией и потому могут в свою очередь создавать Г.

-и. благодаря тормозному излучению и аннигиляции. Т. о., в в-ве возникает ряд чередующихся поколений g-квантов, эл-нов и позитронов, т. е. происходит развитие каскадного ливня. Число ч-ц в таком ливне сначала возрастает с толщиной, достигая максимума, а затем процессы поглощения начинают преобладать над процессами размножения ч-ц, и ливень затухает.