Zerfall des Cobalt-60-Isotops

Wie kommt es zum Gamma-Zerfall von Cobalt-60?

Motivation: Ein Forschungsteam unter der Leitung von D. Habs leistete Beiträge zu unserem Verständnis des Gammazerfalls von Ca-40 und Zr-90: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v53/i20/p1897_1 . Sie müssen diesen Artikel nicht besitzen, um darauf zu antworten, aber hat jemand eine Idee, wie man einen ähnlichen Prozess für Cobalt-60 beschreibt?

Für diejenigen unter Ihnen, die den Artikel nicht haben, frage ich nach dem Störungshintergrund während des Gammazerfalls von Cobalt-60.

Das von Ihnen verlinkte Papier scheint ein experimentelles Papier mit einer gewissen Interpretation zu sein . Daher bedeutet die Verwendung der gleichen Technik für ein anderes Isotop, das Experiment erneut durchzuführen ... sehen Sie sich die Autoren auf Inspire an, um zu sehen, ob sie es bereits getan haben. (Die Registerkarte „Artikel zitieren“ zeigt niemanden, der ein ähnliches Papier für Co-60 weiterverfolgt hat.) Hmmm ... auch von 1984. Vermutlich gab es einige theoretische Nachbereitungen, aber der Artikel wird leicht zitiert.
Eines der Zitate ist ein Übersichtsartikel aus dem Jahr 2004: doi:10.1238/Physica.Regular.069a000C1 , der Co-60 nicht erwähnt. Nicht vielversprechend.
Es gibt also keine Möglichkeit, den doppelten Gammazerfall von Cobalt 60 theoretisch vorherzusagen oder konzeptionell zu beschreiben? Kann jemand erläutern, was doppelter Gamma-Zerfall in diesem Zusammenhang überhaupt bedeutet, weil es unvermeidlich zu sein scheint, wenn man sich dem Problem stellt, wie Kobalt-60 zerfällt?
Ich weiß es nicht, aber das von Ihnen verlinkte Papier scheint kein guter Ausgangspunkt zu sein, um die gewünschte Antwort zu finden. Auch nicht die Zeitungen, die es zitieren.
Ich stelle fest, dass der Jp von Co-60 5+ ist und sein vorherrschender Zerfall ist β − zu Ni-60 mit einem Jp von 0+ . Das ist eine große Änderung des Drehimpulses. Zu viel, um nur mit dem Spin auf einem Elektron und einem Photon (oder sogar β γ γ ), also muss dort eine nukleare Umlagerung stattfinden.
Tut mir leid, James, aber wie andere denke ich, dass deine "Motivation" falsch ist. Das von Ihnen erwähnte Papier ist nur ein experimentelles Papier, das den Zerfall von Ca und Zr misst; es bringt nicht wirklich ein "Verständnis" (theoretisches Verständnis) des Prozesses, selbst für Ca und Zr. Es scheint also seltsam, dass Sie "dasselbe" für Co haben möchten, wenn Sie es nicht einmal für Ihre einfacheren (?) Beispiele Ca und Zr haben.

Antworten (1)

Der Artikel, den Sie zitieren, beschreibt den Zerfall von Calcium-40 und Zirkonium-90 durch gleichzeitige Emission von zwei Photonen. Beide dieser Nuklide haben einen ersten angeregten Zustand mit Spinparität 0 + , die gleichen wie ihr Grundzustand. Da ein einzelnes Photon mindestens eine Spineinheit wegtragen muss, können diese Anregungen nicht durch Einphotonenemission zerfallen. Meist zerfallen sie, indem sie ein „virtuelles“ Photon aussenden, das im Feld des Kerns ein reales Positron-Elektron-Paar erzeugt. Das von Ihnen verlinkte Papier misst einen seltenen Modus, bei dem zwei echte Photonen erzeugt werden, und eine überraschende Beobachtung, die im doppelten Zerfall stattfindet E -Typ Photonen werden mit der gleichen Rate wie erzeugt M -Typ Photonen. Normalerweise werden bei Kernzerfällen Magnet-Dipol-Übergänge im Vergleich zu Elektro-Dipol-Übergängen unterdrückt.

Da Kobalt-60 Spinparität im Grundzustand hat 5 + , erster angeregter Zustand 2 + , kann ein einzelnes Photon den Übergang vermitteln. Dieses Photon muss zusätzlich zu seinem Spin viel Bahndrehimpuls tragen, sodass der erste angeregte Zustand von Kobalt ein relativ langlebiges Isomer ist (etwa zehn Minuten).

Kobalt-60 wird als Gammaquelle verwendet, da es in einen angeregten Zustand des Nickel-60-Kerns zerfällt , der sich dann abkühlt, indem er eine Sequenz oder eine „Kaskade“ von Photonen emittiert. Der häufigste Weg scheint zu sein

60 C Ö ( 5 + ) → 60 N ich ( 4 + ) + β + v ¯ Δ E = 0,316 M e v 60 N ich ( 4 + ) → 60 N ich ( 2 + ) + γ Δ E = 1.173 M e v 60 N ich ( 2 + ) → 60 N ich ( 0 + ) + γ Δ E = 1.332 M e v

Solche Kaskaden sind das A und O der Kernphysik; Das Doppelphotonenzerfallspapier, das Sie gefunden haben, ist viel seltener.

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