穆斯堡尔谱学应用研究的新进展_郑裕芳

穆斯堡尔谱学应用研究的新进展郑(

裕

芳

中山大学物理系 )

穆斯堡尔效应自1 9 5 7年发现共振吸收和散射的效应,

〔`’

以来、

,

已经历了二十七年、、

。

这种原子核对丫射线的无反冲、

由于具有极高的能量分辨本领而被广泛地应 j月于物理学、

化学

、

材料科学

、

表面科学。

、

生物学

医学

地质学

冶金学

考古学等领域

,

成为一门相当成熟

的穆斯堡尔谱学

穆斯堡尔谱学技术在自然科学各个领域的广泛应用透和相互促进的一个突出例子。

,

是原子核物理学与其它学科相互渗,

这种应用研究一直在不断发展和拓宽中,。

每年公开发表的穆。

斯堡尔论文数目相应地持续增长

这一腾况无论在国外或国内都是相似的

本文将分别扼要

地介绍近年来穆斯堡尔谱学在国外和在国内的进展情况、

一1、

国外穆斯堡尔谱学应用研究的进展

.

仪铃装里和谱学方法方面,

目前

谱仪装置方面更广泛地应用微处理机来增加谱仪控制功能和数据处理能力t le使用 In8 0 8 5一 A、

,

建立

人机对话温度。_

。

微处理机的穆斯堡尔谱仪是其中一例,

〔2〕。

N沮l e

等人

〔”

设计了

一台用微处理机控制的.

可作热扫描穆斯堡尔谱的谱仪e r

它可以方便地确定铁磁合金成序化卜,

s西德 Wi s抓 M如 ba u

1 2 0 0型驱动装置之性能目前被认为是国际上同类产品

!最好的:

。

它的速度范围为:0.

O一土 l o o o m m,

/S

,

线性

:

优于0“

.

15%咭

(士 10 m m/ S范围内 )。

,

准确度

士

5% 0Ka

(正弦方式 )

0温度变化引起速度漂移< 1,,

/℃

n k

e

e i

t〔`

’

提出了一套线性驱动理论他认为谱仪驱动部分在提高速度的线性等仿面尚还讨论了改进的措施及可能碰到的困难,。

有可能进一步的提高泵0.

谱仪的高低温和高压装置方面,

Ca s l i,

等人

〔 6’

设计了一种经闭环使用。

“

H

e

的分子筛吸收

温度下限可达 ( 02K。。

.

38士 0

.

1 )K 0

5小时连续工作 1

在较高温度。

,

装置的控温精度为,

0

文献〔 6〕报导了一种带有旋转样品架的高温真空

(或充气 )炉ZK。

其温度可调范围从o r e

室温至

1500K

在

1 5 0 0K,

时

,

温度的不稳定性为 2 4小时中小于士。。

、v

h i tm

等人

〔`,

设计

了一种特别的高压槽

使温度变化对压力影响减少E

内转换电子穆斯堡尔谱学 ( C的优点〔.,〔,〕。

M )S

具有高灵敏度,

、

良好深度分辨率和非破坏性分析,

,

近年来有了迅速发展CE` 6`

。

C E

M S的温度范围的下限已达到液氦温度6``“`4为10一 10原子

上限可达 1200 K。

在这样的范围内可以直接观察各种表面反应M的共振原子核最低含量是su`

研究铁向金属和合金中扩散的现象Fe

在`“

样品乍能观察 ly J原子/匣米艺,

`“

一

:

/厘米气

“

。

S

n

为10J

而

E一

为

1 0` 6原子/厘米“

〔`。,

。

文献〔 l门叙述

,」一矛}在低温

下进行 C E M S测员的背散射电子计数器

。

文献〔儿 )井招

。。 2 5种在低温下作共振电子穆斯堡尔谱的正比计数器文献〔 1 3〕介绍了一种空间分辨本领夕, 5%的线性位置灵敏正比探测器毫米计数效率为 6 v〔,在数据处理方面 w i e,钾人“提出了用于重叠的超精细参数分布的改进程序文献.

。

。

,

,

〔 1 5〕介绍了通过对穆斯堡尔谱线求导而分辨重叠谱线的新想法r在离子晶体中核四极相互作用反屏蔽效应本休理论 ( i F st一

。

Bc

e r

i等人〔the

`“’

提出了一种关于,

P认 r

ip,

le:

r y o )

并相应发展

了一个程序以解析有关的数据

。

文献〔 1 7〕给出一个通用的表达式,

它也能用于解析与非稳定详细的信息。

弛豫过程相联系的穆斯堡尔谱E s R等之外,

。

穆斯堡尔谱学与其它方法联用正在发展中与Ex A F s〔艺`’

以便获得更完整〔’“,、

、

除了N M R、

、

(扩展 x射线吸收精细结构 )

拜S R

印介子自旋转动 )〔`。,一,

沟道,

效应

〔恋。,

二电子显微镜

等技术联用也发展起来,、

。

现在巳观察到的穆斯堡尔同位素超过 1 0种1 5 1和卜 1 2 9 Ge一。

应用最广泛的是e FN p一 2 3 7、

57

其次是、

S

n一、

119

E

u、

,

还有 T m12 5

一

169

A

u一

19 7

、

D y一 161

、

Ea一

r一

166,

、

G d一15 5

R

u一

9 9 S b一 1 2 1

3和 72.

T

e一

等

。

7和T具有很高能量分辨本领的 z n 6

18 1

近年来它的应用也多起来

了

在物理学甚础研究方面:7

引人瞩目的进展是

K a t i l a和 R i s k i〔22)应用“

z

n

超高分辨本领 ( 1 0

一

`6

)的 9 3 3 k e v穆斯堡尔

共振研究了下辐射,

.

和重力场之间的相互作用

,

测量了引力红移与角度的关系

所得的结果与爱因斯坦广义相对

论等价原理相符合

。

爱因斯坦的红移公式是

彻/

,

=

( g艺/ C )

么

c o,甲

( 1)

式中

,

h,

v

是辐射的能量g是重

,

不是光子,

传播,

通过的路程

力加速度 C是光逮甲是光子传播方向与 g之间的夹角却/ v表示。

由于光子和重力场间相互作用所引起丫射线伫勺炙 ( )邻贫麟界八 U n.

,

’

1 .l .’

能量之相对变化图1

。

0表示当中= 1

.

时

,

应用.

7

z

n

所做的

: 3

拼

M .0 1.

一?心 Oí (> .闷^ l,

0 l . 0 .

一

0 2

.

`

一

0 l

.

卜 t

0 2一.

.

s速度 (协m/ )

生0一

图1

应用 .,劫所得的引力红移实验穆斯堡尔替主呕中二 10源” G a/ n z O在二 S K温度工作吸收体距源为 1米参考吸收体距源为 2 ) a 4 3加米参考吸收体之穆斯堡尔共振吸收谱主吸收休之穆斯堡尔共振吸 l氏谱,,.一

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