대혼란 효과

Pandemonium effect
판데모늄 효과가 그 결과에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 도식도는 3단계의 핵에 대한 상상의 붕괴를 초래한다.이 효과가 크면 높은 거짓말 수준의 먹이는 검출되지 않고, 낮은 곳에 있는 에너지 수준에 더 많은 베타 먹이가 할당된다.

판데모늄 효과는 베타 붕괴 연구에 고해상도 검출기(보통 게르마늄 검출기)를 사용할 때 나타날 수 있는 문제다.그것은 딸 핵의 다른 레벨에 대한 정확한 먹이 결정에 영향을 미칠 수 있다.1977년에 처음 도입되었다.[1]null

컨텍스트

전형적으로, 부모 핵이 딸로 베타 결정되면, 붕괴의 최종 생산물들 사이에 공유되는 어떤 최종 에너지가 있다.이것을 베타 붕괴의 Q 값(Qβ)이라고 한다.딸 핵은 반드시 붕괴 후 지상 상태로 끝나는 것은 아니며, 이는 다른 제품들이 사용 가능한 모든 에너지를 (대개 운동에너지로) 가져갔을 때에만 발생한다.그래서 일반적으로 딸 핵은 이용 가능한 에너지의 양을 흥분 에너지로 유지하고 그림에서 보듯이 어떤 에너지 수준과 연관된 흥분 상태에 이르게 된다.딸 핵은 낮은 에너지 수준으로 감마선 전환이 연속적으로 발생하는 작은 시간[2](수준의 반감기) 동안만 그 흥분된 상태에 머무를 수 있다.이러한 전환은 딸 핵이 지면 상태에 도달할 때까지 하나 이상의 감마선으로 흥분 에너지를 방출할 수 있게 하여 붕괴로부터 유지한 모든 흥분 에너지를 제거한다.null

이에 따르면 딸핵의 에너지 수준은 다음과 같은 두 가지 방법으로 채울 수 있다.

  • 부모의 베타 붕괴로부터 딸에게 직접 베타 영양을 공급함으로써 (Iβ)
  • 감마선을 높은 에너지 수준(이전에는 부모의 직접 베타 붕괴로부터 베타 입력됨)으로 전환하여 낮은 에너지 수준(Energy Level, transitionsIi.

에너지 수준(IT)에서 방출되는 총 감마선은 이 두 가지 기여, 즉 직접 베타 공급(Iβ)과 상위 수준 감마 제거(EXTIi)의 합계와 같아야 한다.null

ITβ = I + σIi(내부 변환 무시)

베타 공급 Iβ(즉, 한 수준이 부모로부터 직접 공급받아 채워지는 횟수)는 직접 측정할 수 없다.부터 측정할 수 있는 유일한 규모 있는 감마선 강도 ΣIi과 IT(그 말은 양의 gammas에서 방출되는은 딸과 특정 에너지), 베타 급식 간접적으로 더 높은 에너지 수준의(ΣIi)감마 de-excitations에서(수준을 떠나는 총 감마 강도 공헌도를을 빼면 빼내게 되고 있다.IT), 즉 다음과 같다.

Iβ = IT - σIi(I와T σI를i 측정할 수 있음)

설명

Pandemonium 효과는 딸 핵의 Q 값이 커서 많은 핵 구성에 접근할 수 있을 때 나타나는데, 이는 많은 흥분 에너지 수준을 의미한다.이는 총 베타 공급량이 모든 가용 수준(강도, 수준 밀도, 선택 규칙 등에 의해 주어진 일정한 분포로)으로 확산되기 때문에 단편화 된다는 것을 의미한다.그러면 인구가 적은 수준에서 방출되는 감마 강도가 약해질 것이고, 수준 밀도가 클 수 있는 높은 에너지로 갈수록 약해질 것이다.또한, 이 고밀도 지역에서의 감마들의 에너지가 높을 수 있다.null

고해상도 검출기로 이러한 감마선을 측정하면 다음과 같은 두 가지 문제가 발생할 수 있다.

  1. 첫째, 이러한 검출기는 1 ~ 5%의 순서의 효율성이 매우 낮으며 대부분의 경우 약한 감마선에 맹목적일 것이다.
  2. 둘째, 효율 곡선은 1-2 MeV의 에너지에서 시작하여 높은 에너지로 이동할 때 매우 낮은 값으로 떨어진다.이는 거대한 에너지의 감마선에서 나오는 대부분의 정보가 손실된다는 것을 의미한다.

이러한 두 가지 효과는 딸핵의 높은 에너지 수준에 대한 베타 공급의 양을 감소시키므로 I에서T σI를i 덜 빼며 에너지 수준이 현재보다 더 많이 잘못β 할당된다.

σIi ~ 0, → ITβ ≈ I

이렇게 되면 낮은 곳에 있는 에너지 수준이 영향을 더 많이 받는다.핵 데이터베이스에[3] 나타나는 핵의 수준 체계 중 일부는 이러한 팬데모늄 효과에 시달리며 미래에 더 나은 측정이 이루어질 때까지 신뢰성이 없다.null

가능한 해결책

팬데모늄 효과를 피하기 위해서는 고해상도 검출기가 갖고 있는 문제를 해결하는 검출기를 사용해야 한다.그것은 100%에 가까운 효율과 거대한 에너지의 감마선에 대한 좋은 효율을 가질 필요가 있다.한 가지 가능한 해결책은 섬광기 물질로 만들어진 총 흡수 분광계(TAS)와 같은 열량계를 사용하는 것이다.근접한 기하학(예: 클러스터링 큐브)의 게르마늄 검출기의 고효율 배열에서도 TAS 기법으로 관측된 총 B(GT)의 약 57%가 손실되는 것으로 나타났다[4].null

관련성

베타 공급, (Iβ)의 계산은 원자로나 원자력 구조 연구의 잔류 열 계산과 같은 다른 용도에 중요하다.null

참고 항목

참조

  1. ^ 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.
  2. ^ Baez, John. "The Time-Energy Uncertainty Relation". Retrieved 10 April 2010.
  3. ^ 평가된 원자력 구조 데이터 파일(ENSDF) http://www.nndc.bnl.gov/ensdf/
  4. ^ Graber, J. L.; Rosensteel, G. (2003). "Sp(3,R)mean field theory for heavy deformed nuclei". Physical Review C. 68 (1). Bibcode:2003PhRvC..68a4301G. doi:10.1103/PhysRevC.68.014301. ISSN 0556-2813.

외부 링크