Поделиться

Большой англо-русский и русско-английский словарь

Mossbauer spectroscopy

Англо-русский словарь технических терминов

Mossbauer spectroscopy

Физическая энциклопедия

МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

метод изучения вз-ствия ядра с электрич. и магн. полями, создаваемыми его окружением, основанный на использовании Мессбауэра эффекта. Эти вз-ствия вызывают сдвиги и расщепления уровней энергии ядра, что проявляется в сдвигах и расщеплениях мёссбауэровских линий. Энергия таких вз-ствий?10-4 эВ, однако сверхтонкая структура мессбауэровской линии легко наблюдаема благодаря малой естеств. ширине линии. Для этого используется Доплера эффект. Источнику g-излучения сообщается скорость v (относительно поглотителя), при этом энергия g-кванта меняется на величину D? =?0v/с (?0— энергия g-перехода). Скорости v в интервале 0,1 —1,0 см/с приводят к смещению линии на величину порядка её естеств. ширины. М ё с с б а у э р о в с к и е с п е к т р ом е т р ы (рис. 1) измеряют зависимость резонансного поглощения g-квантов от скорости источника V. Максимум поглощения наблюдается, когда сдвиг мёссбауэровской линии, вызванный этим вз-ствием, компенсируется доплеровским сдвигом.

Важнейшими типами вз-ствий ат. ядра с внеядернымн полями явл. электрич. монопольное, электрич. квадрупольное и магн. дипольное вз-ствия.

МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ1

Рис. 1. Схема мёсобауэровского спектрометра.

МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ2

Рис. 2. Сдвиг 6 и расщепление мёссбауэровскои линии.

Электрич. монопольное вз-ствие (вз-ствие ядра с электростатич. полем, создаваемым в области ядра окружающими его эл-нами) приводит к изомерному хим. сдвигу g-линии (рис. 2, а, б), к-рый наблюдается, если источник и поглотитель химически не тождественны. Изомерный сдвиг (d) пропорц. электронной плотности вблизи ядра, и его величина — важная хар-ка хим. связи атомов в тв. телах. По величине d можно судить о степени «ионности» и «ковалентности» хим. связи, об электроотрицательности атомов, входящих в состав молекул и т. д. Исследование хим. сдвигов позволяет также получать сведения о распределении заряда в ядрах.

Электрическое квадрупольное вз-ствие — вз-ствие электрич. квадрупольного момента ядра Q с неоднородным электрич. полем — приводит к расщеплению яд. уровней, в результате чего в спектрах поглощения наблюдаются две (или больше) линии. Напр., для ядер 57Fe, 119Sn и 125Те в спектрах поглощения присутствует квадрупольный дублет (рис. 2, в). Разность энергии между компонентами дублета (D) пропорц. произведению Q на градиент электрич. поля в области ядра. Т. к. последний характеризует симметрию зарядов, окружающих ядро, то исследование квадрупольного вз-ствия позволяет получить информацию об электронных конфигурациях атомов и ионов, об особенностях структуры тв. тел, а также о квадрупольных моментах ядер.

Магн. дипольное вз-ствие обычно наблюдается в магнитно-упорядоченных в-вах (ферро-, антиферро-ферримагнитных), в к-рых на ядра действуют сильные магн. поля (напряжённостью =106 Э). Энергия магн. дипольного вз-ствия пропорц. произведению магн. поля Н на магн. момент ядра и зависит от их взаимной ориентации. Магн. дипольное вз-ствие приводит к расщеплению осн. и возбуждённого состояний ядер, в результате чего в спектре поглощения появляется неск. линий, число к-рых соответствует числу возможных g-переходов между магн. подуровнями (см. ЗЕЕМАНА ЭФФЕКТ) этих состояний. Напр., для ядра 57Fe число таких переходов равно 6 (рис. 2, г). По расстоянию между компонентами магн. сверхтонкой структуры можно определить напряжённость магн. поля, действующего на ядро в тв. теле. Величины этих полей очень чувствительны к особенностям электронной структуры тв. тела, к составу магн. материалов, поэтому исследование магн. сверхтонкой структуры используется для изучения св-в кристаллов. Зависимость сверхтонкой структуры мёссбауэровского спектра от вида электронных волновых ф-ций позволяет использовать данные М. с. для изучения распределения зарядовой и спиновой плотности в тв. телах, для хим. анализа и т. п. Чувствительность формы мёссбауэровского спектра к динамич. эффектам используется в М. с. для изучения диффузии атомов, спиновой релаксации, динамич. явлений при фазовых переходах и т. д.

Регистрация вторичных ч-ц (рентгеновских квантов, эл-нов конверсии внутренней), сопровождающих распад возбуждённого состояния ядра после резонансного поглощения g-кванта, позволяет изучать поверхности тв. тел. Напр., при регистрации конверсионных эл-нов возможно исследование поверхностных слоев толщиной =1000?.

Химическая энциклопедия

(гамма-резонансная спектроскопия), основана на явлении излучения и резонансного поглощения g-квантов атомными ядрами в твердых телах без потери части энергии на отдачу ядра. При этом внутр. энергия решетки твердого тела не изменяется (не происходит возбуждения фононов-колебат. квантов). Это явление названо эффектом Мёссбауэра. Эффект Мёссба-уэра позволяет наблюдать ядерное резонансное поглощение (рассеяние) со спектральными линиями естеств. ширины Г, к-рая обычно лежит в интервале от 10 -9 до 10 -5 эВ, что соответствует временам жизни первых возбужденных (т. наз. мёссбауэровских) ядерных уровней 10-6 >= t >= >=10-10 с. Для создания стационарного источника мёсс-бауэровского излучения со столь малыми временами жизни необходимо поддерживать количество короткоживущих возбужденных состояний ядер в твердом теле в течение относительно большого времени эксперимента. Для этого используют долгоживущие материнские радионуклиды, к-рые распадаются и создают короткоживущие мёссбауэровские уровни; ядерные р-ции; кулоновское возбуждение (облучение потоком высокоэнергетич. g-квантов) мёссбауэровского уровня стабильного нуклида в процессе измерения (с использованием ускорит. техники). Резонансное поглощение g-квантов возможно лишь при Е 0= Е'0 (где Е 0 > и Е'0 -> энергии возбужденных состояний излучающего и поглощающего ядер соотв.) (рис. 1).

3007-11.jpg

Рис. 1. Схематическое изображение процессов излучения и резонансного поглощения g-квантов.

Для наблюдения спектра поглощения необходимо контролируемым образом изменить энергию g-квантов DЕ и найти зависимость интенсивности прошедшего через поглотитель пучка g-квантов как ф-цию этого изменения. Наиб. удобный и обычно применяемый способ -доплеровское изменение энергии DЕ Д, возникающее при перемещении источника излучения (или поглотителя) с варьируемой скоростью u.Тогда DE Д = 0u/c (с -скорость света). Величины электрон-ядерных взаимод., обусловливающих различие Е 0 и Е'0 для одинаковых нуклидов, соответствуют диапазону u в интервале Ч 10 см/с 3007-12.jpgu3007-13.jpg10 см/с и обычно составляют менее 10 -6 эВ. Измеряя интенсивность прошедшего через поглотитель g-излучения как ф-цию скорости u, получают мёссбауэровский спектр, характеристиками к-рого являются положение линий в шкале скоростей, их число, относит. интенсивность, форма и площадь. Для измерения зависимости резонансного поглощения от u используют мёссбауэровский спектрометр, упрощенная схема к-рого представлена на рис. 2. Все нерезонансные процессы поглощения g-квантов в в-ве от u не зависят. Естественно, что в случае наличия разл. изотопов в источнике излучения и поглотителе невозможно компенсировать различие Е 0 и Е'0,> к-рое, как правило, более 10 эВ и обусловлено не электрон-ядерными взаимод., а различиями в ядерном строении. Т. обр., М. с. обладает св-вом абс. избирательности: резонансное поглощение возможно лишь в случае, когда в источнике излучения и поглотителе существуют ядра одного и того же изотопа (в возбужденном и основном состояниях соотв.). Др. элементы и изотопы не оказывают на него влияние. Кол-во спектральных линий поглощения и их положение в энергетич. шкале зависят от значений спинов ядер в основном и возбужденном состояниях и природы электрон-ядерных взаимодействий в данном в-ве, наличия внутриатомных магнитных полей, градиентов электрических полей, природы химической связи.

3007-14.jpg

Рис. 2. Упрощенная схема мёссбауэровского спектрометра; источник g-квантов с помощью мех. или электродинамич. устройства приводится в возвратно-поступат. движение со скоростью u относительно поглотителя. С помощью детектора измеряется зависимость интенсивности потока g-квантов, прошедшего через поглотитель от скорости.

Параметры мёссбауэровских спектров. 1) В е р о я т н о с т ь эффекта Мёссбауэра в общем случае записывается в виде:

3007-15.jpg

где <x2>- средний квадрат смещения ядер в поглотителе из положения равновесия при твердотельных колебаниях в направлении пучка g-квантов, l-длина волны g-кванта. Величина <х 2> зависит от фононного спектра твердого тела и его абсолютной т-ры Т. С ростом т-ры <x2> растет, а f' падает:

3007-16.jpg

где 3007-17.jpg -плотность распределения частот осцилляторов или т. наз. фононный спектр твердого тела, 3007-18.jpg -средний квадрат амплитуды колебаний отдельного осциллятора, к-рый зависит от степени его возбуждения, т. е. от т-ры твердого тела. Вероятность эффекта Мёссбауэра падает также с уменьшением порядкового номера элемента, т. к. при этом сильно возрастает энергия первого возбужденного ядерного состояния Е 0 > и на ядрах легких элементов, напр. О, N, С, эффект не наблюдается. Пока он отмечен для 103 нуклидов 44 элементов, причем для нек-рых (напр., 57Fe, 119Sn и др.), входящих в состав твердых тел с высокой т-рой Дебая, его обнаруживают даже при Т 3007-19.jpg500 К.

Задавая разл. модели фононных спектров (гармонич. приближение - модель Эйнштейна, модель Дебая, ангармо-нич. приближение и т. д.) и сравнивая их с зависимостью <x2> (T), можно оценить характерные константы твердых тел.

Исследования зависимостей f' от т-ры используют при установлении координац. чисел, для определения фазовых переходов и изучения характерных динамич. параметров твердых тел до и после фазового перехода. Особенно эффективен этот метод в области низких и сверхнизких т-р и для некристаллич. в-в, когда, как правило, затруднены рентге-ноструктурные исследования.

На ф-цию f'(T) также влияют высокие давления и дефекты в кристаллич. решетке, возникающие вследствие радиац. повреждений, легирования, мех. воздействий. Значения f'(T )отличаются для атомов, сорбированных на поверхности твердого тела и в его объеме, в высокодисперсных материалах.

В случае атома, входящего в состав в-ва в качестве примеси, зависимость f' (Т )приобретает специфич. характер, к-рый, в частности, зависит от соотношения масс атомов матрицы и примеси. Это относится не только к кристаллич., но и к аморфным телам.

Вероятность эффекта Мёссбауэра в мол. кристаллах чувствительна к мол. массе; это позволяет определять последнюю неразрушающим методом.

Площади спектральных линий, наблюдаемые экспериментально, пропорциональны концентрации исследуемого атома в образце при фиксир. т-ре. На измерении этих площадей основано применение М. с. для решения нек-рых задач аналит. химии и фазового анализа в-ва. Так, в случае многофазной системы по присутствию в мёссбауэровском спектре характерных линий можно количественно судить о содержании соответствующих сред. На этом принципе основаны приборы по изучению фазового состава железосодержащих руд и минералов. В настоящее время изучено неск. тысяч индивидуальных соед. Sn и Fe, что м. б. использовано для анализа сложных прир. систем и изменения их фазового состава в зависимости от внеш. условий, в т. ч. от истории их образования в геохронологич. и сейсмогеохим. задачах.

2) Э н е р г е т и ч е с к и й с д в и г спектра излучения относит. спектра поглощения вычисляется как сумма температурного сдвига dT и изомерного сдвига d.

Температурный (доплеровский) сдвиг линии возникает вследствие изменения энергии g-квантов при их излучении и поглощении в результате релятивистского изменения массы излучающих и поглощающих ядер соотв. ("красное смещение"). Напр., для 57Fe ожидаемое смещение при переходе от комнатной т-ры к Т3007-20.jpg0 близко к естеств. ширине линии. Поскольку различие в т-рах источника и поглотителя более 300 К встречается редко, вклад dT мал и обычно маскируется более сильным сдвигом 8, к-рый от т-ры не зависит.

Для тождеств. ядер в отсутствие электрич. и магн. полей спектр представляет собой одиночную линию (рис. 3, а).

Изомерный (хим.) сдвиг связан с электрич. монопольным кулоновским взаимод. между ядром с зарядовым радиусом r и электронами атома:

3007-21.jpg

где е-элементарный заряд, Z-атомный номер, D<r2>-изменение среднего квадрата радиуса ядра при его возбуждении (ядерный параметр),|y(0)|2a,s -квадраты волновой ф-ции s-электронов на ядре в поглотителе (а)и источнике (s) g-излучения соотв. (электронные параметры). Последние представляют большой интерес для химии. Вследствие изменения заселенности s-состояний или экранирования s-элект-ронов валентными р-, d-, f -электронами изменяются значения|y(0)|2a, измеряемые экспериментально по изомерным сдвигам. Напр., в комплексах железа, в зависимости от характера участия d-электронов в хим. связи (координации, степени электронной делокализации и т. д.), максимум резонансного поглощения сдвигается на величину d относит. резонансной линии поглощения (испускания) при u= 0 (рис. 3, б).

3007-22.jpg

Рис. 3. Схематическое изображение спектров мёссбауэровского резонансного поглощения g-квантов: I-интенсивность потока g-квантов, прошедших через поглотитель, u -скорость движения источника у-квантов относительно поглотителя; а - резонансная линия при u =0; б, в, г -соотв. изомерный сдвиг (d), квадруполь ный дублет (DQ), магн. сверхтонкая структура для ядер 57Fe.

Значения 8 отсчитывают от стандарта, к-рый принят для спектроскопии данного ядра. При этом выбирают соед., стабильное химически и дающее простой мёссбауэровский спектр. Напр., в случае 119Sn d отсчитывается от значения, соответствующего соединению 119SnO2, а для М. с. 57Fe в качестве стандарта используют нитропруссид Na.

По величине хим. сдвига можно судить о различии в характере хим. связей. С помощью М. с. изучено большое число соед., составлены номограммы, с помощью к-рых по d определяют валентность элемента в неизученных соединениях. В зависимости от конфигурации валентных электронных оболочек атомов и ионов м. б. проведены квантовомех. расчеты|y(0)|2 для своб. атомов. Однако для атомов в твердых телах эти расчеты носят пока полуколичеств. характер.

3) Э л е к т р и ч е с к о е к в а д р у п о л ь н о е в з а и м о д е й с т в и е возникает вследствие взаимодействия квадруполь-ного момента ядра Q с градиентом электрич. поля q, создаваемого электронной оболочкой атома или кристал-лич. решеткой твердого тела, в результате чего в спектрах поглощения наблюдается не одна, а неск. линий. Если спин ядра I> 1/2, a q3007-23.jpg0, это взаимод. приводит к "расщеплению" ядерного энергетич. уровня на подуровни, расстояние между к-рыми определяется, напр., для ядра 57Fe выражением:

3007-24.jpg

xx, qyy, zz - градиенты электрич. поля на ядре вдоль соответствующих осей. Величина qхарактеризует отклонение распределения электронного заряда от сферического и определяется выражением:

3007-25.jpg

где R-фактор экранирования (0 < R <1), 3007-26.jpg -фактор антиэкранирования, V и L -градиенты электрич. поля от электронов атома и окружающих ионов кристаллич. решетки соответственно. Величина DQ м. б. определена экспериментально, напр. для ядер 57Fe по расстоянию между линиями дублета (рис. 3,в). Для монокристаллов относит. интенсивность спектральных линий зависит от угла j между осью симметрии кристалла и направлением пучка g-квантов. Анализ этой зависимости позволяет установить знак величины q, а также параметры асимметрии, если поле не аксиально симметрично. В случае ядер со спиновыми переходами b 5/2 -> b3/2 (напр., 129I) знак qи параметры асимметрии м. б. установлены непосредственно из спектров поликристал-лич. образцов. Для переходов b 3/2 -> b 1/2 при изотропной величине f' интенсивность обеих линий одинакова; если же величина f' анизотропна (анизотропия колебания атомов), то в мёссбауэровских спектрах поликристаллич. образцов появляется асимметрия интенсивности (эффект Гольданско-го - Карягина). Эта асимметрия обычно мала в псликрис-таллах неорг. соед., но может достигать десятков процентов для мол. кристаллов. По ее величине и температурной зависимости можно судить об анизотропии колебаний атомов и молекул в разл. соединениях.

4) М а г н и т н о е д и п о л ь н о е в з а и м о д е й с т в и е обычно наблюдается в магнитоупорядоченных в-вах (фер-ро-, антиферро-, ферримагнетиках), в к-рых на ядра действуют сильные магн. поля Hот электронных оболочек. Оно приводит к расщеплению основного и возбужденного состояний ядер, в результате чего в спектре поглощения появляется неск. спектральных линий, число к-рых определяется величинами спинов ядер в этих состояниях и правилами отбора (напр., для ядра 57Fe равно 6) (рис. 3,г).

Энергия магн. дипольного взаимод. пропорциональна произведению напряженности магн. поля Нна ядре на магн. момент m ядра. Измерение Ндает возможность изучать электронное и спиновое строение исследуемого соединения и релаксац. эффекты.

Магн. дипольное взаимод. широко используется для изучения электронной и спиновой структуры хим. соед. (высокоспиновые, низкоспиновые соед.), при исследовании магн. св-в в-ва в зависимости от характера хим. связей. Важной особенностью М. с. при изучении магн. дипольных взаимод. является высокая чувствительность спектров к локальному окружению мёссбауэровских атомов. Поэтому эта область развита для изучения металлов, сплавов, твердых р-ров, включая вопросы исследования фазового состава, дефектности, фазовых переходов, упорядочения.

Уникальная информативность М. с., относит. простота эксперимента и разработанные теоретич. основы обусловили широкое применение М. с. в физике и химии твердого тела, ядерной физике, геологии и археологии, аналит. химии, хим. технологии.

Эффект Мёссбауэра открыт Р. Мёссбауэром в 1958, в 1961 за это открытие автор удостоен Нобелевской премии.

Лит.: Химические применения мёссбауэровской спектроскопии, под ред. В. И. Гольданского, В. В. Храпова, М., 1970; Николаев В. Н., Русаков В. С., Мессбауэровские исследования ферритов, М., 1985; Advances in Mossbauer spectroscopy; applications to physics, chemistry and biology, ed. by B.V. Thosar et al, Amst., 1983. Е. Ф. Макаров.

Энциклопедический словарь

МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

МЕССБА́УЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИ́Я, метод изучения взаимодействия ядра с электрическими и магнитными полями, создаваемый его окружением, основанный на использовании эффекта Мессбауэра(см. МЕССБАУЭРА ЭФФЕКТ).

Эти взаимодействия вызывают сдвиги и расщепления мессбауэровских линий. Энергия таких взаимодействий меньше или равна 10-4эВ. Но сверхтонкая структура мессбауэровской линии наблюдается благодаря малой естественной ширине линии. Идея Мессбауэра заключалась в том, чтобы использовать эффект Доплера(см. ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ) и с помощью движения механического источника g-излучения «расстроить» резонанс. В этом случая можно определить ширину линии возбужденного уровня Мессбауэра эффект), пересчитав с помощью формулы Доплера интервал скоростей, при которых наблюдается резонанс, в интервал частот или энергии g-кванта.

Если источник g-излучения движется со скоростью v относительно поглотителя, то энергия g-кванта меняется на величину DЕ= Еоv/с, где Ео — энергия g-перехода. Перемещение со скоростью v в интервале 0,1—1,0 см приводит к смещению линии на величину порядка ее естественной ширины. Измеряя зависимость величины резонансного поглощения от v (спектр мессбауэровского резонансного поглощения), находят то значение скорости, при котором линии испускания и поглощения находятся в точном резонансе, то есть когда поглощение максимально. По величине v определяют смещение DЕ между линиями испускания и поглощения для неподвижных источника и поглотителя. Мессбауэровские спектрометры измеряют зависимость резонансного поглощения g-квантов от скорости источника g-излучения. Максимум поглощения наблюдается, когда сдвиг мессбауэровской линии, вызванный этим взаимодействием, компенсируется доплеровским сдвигом.

Под влиянием внутренних электрических и магнитных полей, действующих на ядра атомов в твердых телах, а также под влиянием внешних факторов (давление, внешние магнитные поля) могут происходить смещения и расщепления уровней энергии ядра, а, следовательно, изменения энергии перехода. Так как величины этих изменений связаны с микроскопической структурой твердых тел, изучение смещения линий испускания и поглощения дает возможность получить информацию о строении твердых тел. В большинстве же случаев в спектрах наблюдаются несколько линий (так называемая сверхтонкая структура), обусловленных взаимодействием атомных ядер с внеядерными электрическими и магнитными полями. Характеристики сверхтонкой структуры зависят как от свойств ядер в основном и возбужденном состояниях, так и от особенностей структуры твердых тел, в состав которых входят излучающие и поглощающие ядра.

Чувствительность формы мессбауэровского спектра к динамическим эффектам используется в мессбауэровской спектроскопии для изучения диффузии атомов, спиновой релаксации, динамических явлений при фазовых переходах. Регистрация вторичных частиц, сопровождающих распад возбужденного состояния ядра после резонансного поглощения g-кванта, позволяет изучать поверхности твердых тел.

Геологическая энциклопедия

(a.Mossbauer spectrorometry; н.Mossbauer- Spektrographie; ф.spectroscopie а effet Mossbauer; и.espectroscopia de Mossbauer) - метод исследования электронноядерных взаимодействий и атомно-молекулярной динамики в твёрдых телах. M. c. основана на использовании явления испускания и поглощения гамма-квантов атомными ядрами в твёрдых телах, не сопровождающегося изменением колебательного состояния твёрдого тела (явление открыто в 1958 нем. физиком P. Мёссбауэром и названо эффектом Мёссбауэра).

Благодаря эффекту Мёссбауэра спектры излучения и поглощения гамма-квантов ядрами в твёрдых телах при определённых условиях могут состоять из сверхузких линий c естеств. шириной за счёт теплового движения ядер и не смещённых по энергии за счёт отдачи ядер при излучении и поглощении гамма-квантов. Разл. хим. соединения данного элемента, используемые в качестве источников излучения (радионуклидов) или поглотителей (нуклидов), имеют свой характерный спектр излучения или поглощения соответственно. Изучая эти спектры, можно судить o хим. составе и структуре исследуемого вещества (рис. 1).

 Рис. 1. Мёссбауэровские спектры поглощения тетрагалогенидов олова (источник излучений 119SnO2, d 1, 2, 3, 4 - химические сдвиги относительно 119SnO2, D - квадрупольное расщепление)

Рис. 1. Мёссбауэровские спектры поглощения тетрагалогенидов олова (источник излучений 119SnO2, d 1, 2, 3, 4 - химические сдвиги относительно 119SnO2, D - квадрупольное расщепление).

B M. c. обычно используются радионуклиды c 10-6 > τ > 10-10 c, 10 кэB < E < <200 кэB и 10-10 > Г/E0 >10-14, где τ - время жизни ядра - источника излучения на "мёссбауэровском" энергетич. уровне, E - энергия ядерного перехода (энергия гамма-кванта), Г = ħ/τ (2πħ - постоянная Планка) - ширина спектральной линии на половине её высоты. Для экспериментального наблюдения спектров необходимо иметь пары одинаковых нуклидов - один в возбуждённом состоянии (источник излучения); другой в осн. состоянии (поглотитель излучения) и осуществить резонансное поглощение гамма-квантов. Нуклид в поглотителе может входить в его состав в качестве компонента или примеси. Если пропускать пучок гамма-квантов от источника излучения через поглотитель, то для получения спектра (эффекта резонансного поглощения) необходимо контролируемо изменять энергию гамма-кванта (∆E). Наиболее просто это сделать c помощью эффекта Доплера, возникающего при перемещении источника излучения относительно поглотителя co скоростью v:

∆E= v/c *·E, где c - скорость света.

Из зависимости относит. интенсивности прошедшего через поглотитель излучения от скорости получают мёссбауэровский спектр. Вид мёссбауэровского спектра (число линий, их относит. и абс. интенсивности, ширина и форма, сдвиг центра тяжести в шкале скоростей, расстояние между линиями) зависит как от выбранного нуклида, его хим. соединения, так и от внеш. условий (темп-ры, давления, внеш. электрич. и магнитных полей, наличия сверхтонких взаимодействий и характера движения).

Эффект Мёссбауэра наблюдался на 103 нуклидах 42 элементов (рис. 2).

 Рис. 2. Таблица Д. И. Менделеева c указанием элементов, на которых наблюдался эффект Мёссбауэра, и элементов, на которых возможно его наблюдение

Рис. 2. Таблица Д. И. Менделеева c указанием элементов, на которых наблюдался эффект Мёссбауэра, и элементов, на которых возможно его наблюдение.

Величина наблюдаемого эффекта Мёссбауэра обычно сильно уменьшается c ростом E и темп-ры. Поэтому практически нереально использование радионуклидов c E>200 кэB, даже при T≤4,2 K. Однако многие нуклиды, напр. 57Fe, 119Sn, 151Eu и т.д., входящие в состав руд и минералов, обнаруживают эффект Мёссбауэра даже при T≥500 K.

M. c. применяется в геологии для фазового анализа руд и минералов и как экспрессный неразрушающий аналитич. метод, обладающий абс. избирательностью: при выбранном радионуклиде в источнике излучения, в поглотителе анализируется хим. соединение только этого нуклида. Наиболее распространены исследования железо- и оловосодержащих руд и минералов, однако нет принципиальных трудностей для применения M. c. к изучению природных соединений золота, редкоземельных элементов, актиноидов и др. элементов. Ha принципе измерения площади характерных спектральных линий (площади спектральных линий пропорциональны содержанию соответствующих фаз) разработаны и внедрены в пром-сть приборы для экспрессного (в течение нескольких минут) неразрушающего определения концентрации касситерита в пробах в условиях поиска и оконтуривания м-ния олова, в условиях его естеств. залегания и на обогатит. ф-ках (приборы автономны и их масса не превышает 5 кг). Чувствительность приборов - тысячные доли массового процента SnO2. Ha основе M. c. созданы также приборы для изучения фазового состава железосодержащих руд и минералов и исследовано неск. тысяч индивидуальных соединений, спектры к-рых могут быть использованы при анализе сложных природных систем. M. c. применяется в геохронологии (используется зависимость нек-рых параметров мёссбауэровских спектров природных минералов, содержащих железо, от истории их образования). Наибольшее количество исследований проведено на глауконитах, биотитах и флогопитах, т.e. на осн. породообразующих минералах. Исследование соединений железа и их эволюции в осадках термальных вод и в кер-новом материале скважин выявило новые возможности M. c. для решения нек-рых задач сейсмогеохимии, практич. и поисковой геологии.Литература: Химические применения мессбауэровской спектроскопии, пер. c англ., M., 1970; Гамма-резонансные методы и приборы для фазового анализа минерального сырья, M., 1974; Мессбауэровская спектроскопия, пер. c англ., M., 1983; Амирханов X. И., Анохина Л. K., Применение мессбауэровской (гамма-резонансной) спектроскопии в геохронологии и сейсмогеохимии, Махачкала, 1984.E. P. Макаров.

Энциклопедический словарь нанотехнологий

Термин
мессбауэровская спектроскопия

Русско-английский политехнический словарь

Mossbauer spectroscopy

Dictionnaire technique russo-italien

spettroscopia di Mössbauer