विप्लव प्रभाव
विप्लव प्रभाव एक ऐसी समस्या है जो तब प्रकट हो सकती है जब बीटा अपक्षय अध्ययन में उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिटेक्टरों (सामान्यतः जर्मेनियम अर्धचालक डिटेक्टर) का उपयोग किया जाता है। यह विघटज केन्द्रक के विभिन्न स्तरों पर डाइट के सही निर्धारण को प्रभावित कर सकता है। इसे पहली बार 1977 में प्रस्तुत किया गया था।[1]
संदर्भ
आमतौर पर, जब एक मूल नाभिक बीटा-क्षय अपनी बेटी में होता है, तो कुछ अंतिम ऊर्जा उपलब्ध होती है जिसे क्षय के अंतिम उत्पादों के बीच साझा किया जाता है। इसे बीटा क्षय (Q) का Q मान (परमाणु विज्ञान) कहा जाता हैβ). बेटी का नाभिक आवश्यक रूप से क्षय के बाद जमीनी अवस्था में समाप्त नहीं होता है, यह केवल तब होता है जब अन्य उत्पाद सभी उपलब्ध ऊर्जा को अपने साथ ले जाते हैं (आमतौर पर गतिज ऊर्जा के रूप में)। तो, सामान्य तौर पर, बेटी नाभिक उपलब्ध ऊर्जा की एक मात्रा को उत्तेजना ऊर्जा के रूप में रखता है और कुछ ऊर्जा स्तर से जुड़ी उत्तेजित अवस्था में समाप्त होता है, जैसा कि चित्र में देखा गया है। पुत्री केन्द्रक उस उत्तेजित अवस्था में केवल थोड़े समय के लिए ही रह सकता है[2] (स्तर का आधा जीवन) जिसके बाद यह अपने निम्न ऊर्जा स्तरों पर गामा संक्रमणों की एक श्रृंखला से गुजरता है। ये संक्रमण बेटी नाभिक को उत्तेजना ऊर्जा को एक या अधिक गामा किरणों के रूप में उत्सर्जित करने की अनुमति देते हैं जब तक कि यह अपनी जमीनी स्थिति तक नहीं पहुंच जाती, इस प्रकार सभी उत्तेजना ऊर्जा से छुटकारा मिल जाता है जो इसे क्षय से बचाती है।
इसके अनुसार, पुत्री नाभिक के ऊर्जा स्तर को दो तरीकों से आबाद किया जा सकता है:
- माता-पिता के बीटा क्षय से बेटी में सीधे बीटा फीडिंग द्वारा (Iβ),
- उच्च ऊर्जा स्तरों (पहले मूल के प्रत्यक्ष बीटा क्षय से बीटा-आबादी) को निम्न ऊर्जा स्तरों (ΣI) में गामा संक्रमण द्वाराi).
ऊर्जा स्तर (I) द्वारा उत्सर्जित कुल गामा किरणेंT) इन दो योगदानों के योग के बराबर होना चाहिए, यानी प्रत्यक्ष बीटा फीडिंग (Iβ) प्लस ऊपरी-स्तरीय गामा डी-उत्तेजना (ΣIi).
- मैंT = मैंβ + ΣIi(आंतरिक रूपांतरण की उपेक्षा)
बीटा फीडिंग Iβ (अर्थात, माता-पिता से सीधे फीडिंग द्वारा एक स्तर कितनी बार पॉप्युलेट किया जाता है) को सीधे नहीं मापा जा सकता है। चूँकि एकमात्र परिमाण जिसे मापा जा सकता है वह गामा तीव्रता ΣI हैi और मैंT (अर्थात्, एक निश्चित ऊर्जा के साथ बेटी द्वारा उत्सर्जित गामा की मात्रा), बीटा फीडिंग को उच्च ऊर्जा स्तर (ΣI) के गामा डी-उत्तेजना से योगदान घटाकर अप्रत्यक्ष रूप से निकाला जाना हैi) कुल गामा तीव्रता के लिए जो स्तर (I) छोड़ता हैT), वह है:
- मैंβ = मैंT − ΣIi(मैंT और ΣIi मापा जा सकता है)
विवरण
महामारी का प्रभाव तब प्रकट होता है जब बेटी नाभिक में एक बड़ा क्यू मान (परमाणु विज्ञान) होता है, जो कई परमाणु शेल मॉडल तक पहुंच की अनुमति देता है, जो उपलब्ध कई उत्तेजना-ऊर्जा स्तरों में अनुवाद करता है। इसका मतलब यह है कि कुल बीटा फीडिंग खंडित हो जाएगी, क्योंकि यह सभी उपलब्ध स्तरों पर फैल जाएगी (ताकत, स्तर घनत्व, चयन नियम इत्यादि द्वारा दिए गए एक निश्चित वितरण के साथ)। फिर, कम आबादी वाले स्तरों से उत्सर्जित गामा तीव्रता कमजोर होगी, और यह कमजोर होगी क्योंकि हम उच्च ऊर्जा पर जाएंगे जहां स्तर घनत्व बहुत बड़ा हो सकता है। साथ ही, इस उच्च-घनत्व-स्तरीय क्षेत्र को डी-उत्तेजित करने वाले गामा की ऊर्जा अधिक हो सकती है।
उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिटेक्टरों के साथ इन गामा किरणों को मापने से दो समस्याएं पेश हो सकती हैं:
- सबसे पहले, इन डिटेक्टरों में बहुत कम गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी है # 1-5% के क्रम की डिटेक्टर दक्षता, और ज्यादातर मामलों में कमजोर गामा विकिरण के प्रति अंधी होगी।
- दूसरा, उनका दक्षता वक्र बहुत कम मूल्यों तक गिर जाता है क्योंकि यह 1-2 यह इलेक्ट्रॉनिक था के क्रम की ऊर्जा से शुरू होकर उच्च ऊर्जा तक जाता है। इसका मतलब यह है कि विशाल ऊर्जा की गामा किरणों से आने वाली अधिकांश जानकारी खो जाएगी।
ये दो प्रभाव कम कर देते हैं कि बेटी नाभिक के उच्च ऊर्जा स्तर तक बीटा फीडिंग की कितनी मात्रा का पता लगाया जाता है, इसलिए कम ΣIi I से घटाया जाता हैT, और ऊर्जा स्तर को गलत तरीके से अधिक I निर्दिष्ट किया गया हैβ वर्तमान से:
- ΣIi ~ 0, → मैंT ≈ मैंβजब ऐसा होता है, तो निम्न ऊर्जा स्तर अधिक प्रभावित होते हैं। नाभिक की कुछ स्तरीय योजनाएं जो परमाणु डेटाबेस में दिखाई देती हैं[3] इस महामारी प्रभाव से पीड़ित हैं और भविष्य में बेहतर माप किए जाने तक विश्वसनीय नहीं हैं।
ओजोन के संभावित समाधान
महामारी के प्रभाव से बचने के लिए, एक डिटेक्टर जो उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिटेक्टरों की समस्याओं को हल करता है, का उपयोग किया जाना चाहिए। इसकी दक्षता 100% के करीब होनी चाहिए और विशाल ऊर्जा की गामा किरणों के लिए अच्छी दक्षता होनी चाहिए। एक संभावित समाधान कुल अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी (टीएएस) जैसे कैलोरीमीटर का उपयोग करना है, जो एक जगमगाहट काउंटर से बना होता है। यह दिखाया गया है[4] यहां तक कि करीबी ज्यामिति (उदाहरण के लिए, क्लस्टर क्यूब सरणी) में जर्मेनियम डिटेक्टरों की उच्च दक्षता वाली सरणी के साथ भी, टीएएस तकनीक के साथ देखे गए कुल बी (जीटी) का लगभग 57% खो जाता है।
प्रासंगिकता
बीटा फीडिंग की गणना, (Iβ) विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे परमाणु रिएक्टर प्रौद्योगिकी या परमाणु संरचना अध्ययन में क्षय ताप की गणना।
यह भी देखें
- गामा-किरण स्पेक्ट्रोमीटर
- गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी
- कुल अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी
संदर्भ
- ↑ Hardy, J. C.; Carraz, L. C.; Jonson, B.; Hansen, P. G. (November 1977). "The essential decay of pandemonium: A demonstration of errors in complex beta-decay schemes". Physics Letters B. 71 (2): 307–310. Bibcode:1977PhLB...71..307H. doi:10.1016/0370-2693(77)90223-4. ISSN 0370-2693.
- ↑ Baez, John. "समय-ऊर्जा अनिश्चितता संबंध". Retrieved 10 April 2010.
- ↑ Evaluated Nuclear Structure Data File (ENSDF) https://www.nndc.bnl.gov/ensdf/
- ↑ Graber, J. L.; Rosensteel, G. (2003). "Sp(3,R)mean field theory for heavy deformed nuclei". Physical Review C. 68 (1): 014301. Bibcode:2003PhRvC..68a4301G. doi:10.1103/PhysRevC.68.014301. ISSN 0556-2813.
बाहरी संबंध
- "Conquering nuclear pandemonium", by Krzysztof P. Rykaczewski
