1 / 11

Irodalom: Z.B. Alfassi: Chemical Analysis by Nuclear Methods

Pozitron annihiláció müon kémia, perturbált gamma szögkorreláció, elektron spektroszkópiák kémiai alkalmazása. Irodalom: Z.B. Alfassi: Chemical Analysis by Nuclear Methods H.H. Willard, L.L. Merritt, J.A. Dean, F.A. Settle: Instrumental Methods of Analysis. Pozitron tulajdonságai.

molly
Download Presentation

Irodalom: Z.B. Alfassi: Chemical Analysis by Nuclear Methods

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Pozitron annihiláció müon kémia,perturbált gamma szögkorreláció,elektron spektroszkópiákkémiai alkalmazása Irodalom: Z.B. Alfassi: Chemical Analysis by Nuclear Methods H.H. Willard, L.L. Merritt, J.A. Dean, F.A. Settle: Instrumental Methods of Analysis

  2. Pozitron tulajdonságai e+ (β+): töltés: +1; nyugalmi tömeg:= elektron tömege; spin:1/2; mágneses momentum: +1836 h Kölcsönhatás: lassulás, e+ + e-→annihiláció: • Direkt annihiláció: Singlet állapot (↑↓spin)→2 gamma Triplet állapot (↑↑spin )→3 gamma • Pozitrónium atom képződése: e+e- (Ps) mint a könnyű H Singlet: para-Ps →2 gamma 10-10 sec Triplet: orto-Ps →3 gamma 10-7 sec Ps képződésének valószínűsége: függ a fékező közegtől, ebből kémiai információ nyerhető pl. vízben az idő 36%-ban Ps képződik az idő 64%-ban direkt annihiláció pl. benzolban az idő 57%-ban Ps képződik az idő 43%-ban direkt annihiláció Ps reakciói: o-Ps kioltása a közeg kémiai tulajdonságainak fgv-ben e- pickoff: o-Ps+e-→2 gamma orto/para konverzió: o-Ps )→p-Ps→2 gamma (külső mágneses térben) kémiai reakciók: oxidáció/red.: Ps + Fe3+ →Fe2+ +e+ (→2 gamma) szubsztitúció: Ps + Cl2 )→Cl + PsCl (→2 gamma)

  3. Pozitron annihiláció mérése: • Pozitron élettartam mérése • 22Na →e+ + 22Ne + gamma (1,28 MeV; t=0) • 511 keV • (2 vagy 3 gamma)

  4. Tipikus pozitron élettartam spektrum vízben Gyors e+ annihiláció Lassú o_Ps képződés és bomlás

  5. 2. Annihilációs gamma fotonok szögkorrelációjának mérése

  6. 3. Annihilációs vonal Doppler kiszélesedésének mérése Annihilációs gammafoton E eloszlásának mérése 511 keV csúcs Doppler kiszélesedése – a közeg elektronjainak az impulzusától függ

  7. Pozitron annihiláció alkalmazásai • Szilárd fázisban: hibahelyek kimutatása: Ps koncentrálódás kis e- sűrűségű helyeken sugárzás hatása fémek szerkezetére porózus anyagok vizsgálata kovalens molekukák, fémek, ionok, polimerek • Kondenzált fázisban molekula, oldatszerkezet komplexkémia • gázok

  8. Müon kémia – nagyenergiájú gyorsítókban μ mezon: μ+: töltés +1, tömeg 0,11*mproton, spin ½, m.mom. +8,89 μ-: töltés -1, tömeg 0,11*mproton, spin ½, m.mom. -8,89 Elektromágneses kölcsönhatásban vesz részt. Polarizáltan képződik és bomlik. Képződik Π mezonból: Π+→μ+ + ν illetve Π-→μ- + ˜ν T1/2=2,6*10-10 s müon polarizált Bomlása: paritás megmaradás nem érvényes μ+ → e+ + ν + ˜ν illetve μ- → e- + ν + ˜ν T1/2=1,5*10-6 s e szögeloszlása aszimmetrikus a μ spinjére merőleges síkra nézve A müon depolarizációja függ a kémiai környezettől. Müonium=Mn=μ+e- (könnyű H izotóp) élettartama függ a kémiai környezettől. Müon depolarizációjának mérése: e szögeloszlásának mérése alapján Müon spin rotation technique (μSR): külső mágneses tér hat a müonra Müon élettartamának mérése késleltető áramkörrel (müon fékeződése és e emittálása közti idő) Pl. Depolarizáció módosul paramágneses (O2) vagy diamágneses anyagok (H2O, CO2, C2H4) hatására Mezonatomok: μ- befogódik egy stabil atomba vagy molekulába, közben X emittálódik Pl. μ- + 206Pb → μ206Pb + X nehéz ólom μ- depolarizációja nehezen mérhető, könnyen befogódik, jobban mérhető a X-spektrum, mely eltolódik a std. X-spektrumhoz képest. Pl. kémiai kötés, töltéseloszlás vizsgálható.

  9. μSR Μ spin rotációs technika külső mágneses térrel Müon exponenciális bomlására szuperponálódik az e+ detektálásának oszcillálása (e+ emittálás adott irányban)

  10. Kaszkád gammasugárzás perturbált szögkorrelációja Kaszkád gammabomló nuklidok gammasugárzásai közti szög eloszlása nem véletlenszerű. A szögeloszlást „zavarhatja” az atomi elektronok eloszlása → kémiai információ 111In 111Ag 2,8d 7,5d 49m 111Cd Alkalmazás: Makromolekulák oldatokban, fémek kötődése proteinekhez, in vivo enzimvizsgálat (111mCd kötődése) Mérés: 2 detektor méri a szögeloszlást koincidencia jelek időbeli változás mérése késleltető egységgel (t=0 az 1. gamma emisszió) Feltétel: Kaszkádbomlás Gammabomlás Átmeneti mag élettartama>10-11 s

  11. Elektron spektroszkópiák • Fotoelektron: hv = Ekötési + Ee-kin + E recoil számolt spektrált kémiai hatásra az e- kötési E-ja változik, ez a spektrum kémiai eltolódásából határozható meg Jó E felbontású spektrométer, jó vákuum kell. Alkalmazás: molekulák kémiai szerkezete vizsgálható • Konverziós elektron: izomer átalakulás utáni stabilizálódás: belső e- kilökés vagy gammafoton emittálás • Auger elektron: belső héjon e- hiány utáni stabilizálódás: X foton emittálás vagy külső Auger e- emittálás ESCA = e- spectroscopy for chemical analysis

More Related