Физическая энциклопедия

ТЕНЕЙ ЭФФЕКТ


возникновение характерных минимумов интенсивности (теней) в угловом распределении ч-ц, вылетающих из узлов крист. решётки. Т. э. наблюдается для положительно заряж. ч-ц: протонов, дейтронов, a-частиц и более тяжёлых ионов. Тени образуются в направлениях кристаллографич. осей (осевая тень) и плоскостей (плоскостная тень). Тени обусловлены отклонением ч-ц, движущихся в направлении оси или плоскости, внутриатомными электрич. полями атомов, встречающихся на их пути. Угловые размеры тени определяются соотношением:
x0 »?(Z1•Z2e2/?l),
где TO — полуширина тени, Z1e и ? — заряд и энергия движущейся ч-цы, Z2e — заряд ядра атома кристалла, l — расстояние между соседними атомами цепочки. Интенсивность потока ч-ц (I) в центре тени для кристалла (без дефектов) примерно в 100 раз меньше, чем на периферии (рис. 2).
Рис. 2. Угловое распределение интенсивности потока вылетающих из кристалла ч-ц в области тени.
Т. э. был обнаружен в 1964 независимо А. Ф. Туликовым и Б. Домеем, К. Бьёрквистом (Швеция). В работах Тулинова тени наблюдались в потоках ч-ц — продуктов яд. реакций на ядрах крист. мишени, облучённой ускоренными ч-цами. В опытах Домея и Бьёрквиста источником заряж. ч-ц являлись a-радиоактивные ядра, введённые в узлы крист. решётки (методом ионного внедрения). Из-за большей универсальности первого метода практически все последующие эксперименты проводились по его схеме. В частности, с помощью этого метода удалось наблюдать плоскостные тени, имеющие форму прямых линий.
Риз.3. Ионограмма кристалла (плоскостная тень, негативное изображение).
При использовании фотографических эмульсий можно регистрировать теневую картину (ионограмму) в большом телесном угле (рис. 3). Расположение пятен и линий на ионограмме зависит от структуры кристалла и геом. условий опыта. Распределение интенсивности в пределах одной тени (осевой или плоскостной) определяется многими факторами (составом и структурой кристалла, сортом и энергией движущихся ч-ц, темп-рой кристалла, кол-вом дефектов). Пятна и линии на ионограмме по своей природе принципиально отличны от пятен и линий, получаемых при изучении кристалла дифракц. методами (см. РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ, ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ, НЕЙТРОНОГРАФИЯ). Из-за малой длины волны де Бройля у тяжёлых ч-ц дифракц. явления практически не оказывают влияния на образование теней. Т. э. используется в яд. физике и физике тв. тела. На базе Т. э. разработан метод измерения времени т протекания яд. реакций в диапазоне 10-6 — 10-18 с. Информация о величине т извлекается из формы теней в угловых распределениях заряж. ч-ц — продуктов яд. реакций (форма тени определяется смещением составного ядра за время его жизни из узла решётки). Т. э. используется для исследования структуры кристаллов, распределения примесных атомов и дефектов. Т. э. относится к группе ориентационных явлений, наблюдаемых при облучении кристаллов потоками ч-ц (см. КАНАЛИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

ТЕНЕЙ ЭФФЕКТ

- возникновение характерных минимумов интенсивности (теней) в угл. распределении частиц, вылетающих из узлов кристаллич. решётки. Т, э. был обнаружен в 1964 А. Ф. Туликовым и независимо Б, До "леем и К. Бьёрквистом. В работах Туликова тени наблюдались в потоках частиц - продуктов ядерных реакций на кристаллич. мишени, облучённой ускоренными частицами. В опытах Домея и Бьёрквиста источником заряж. частиц были a-радиоакт. ядра, введённые в узлы кристаллич. ре-шётки методомионной имплантации.Все последующие эксперименты проводились по первой схеме.

Для положительно заряж. частиц (протонов, a-частиц и более тяжёлых ионов), испускаемых из узлов кристаллич. решётки, не все направления в кристалле оказываются доступными. Вылет частиц в направлениях кристаллографич. осей и плоскостей "блокирован" из-за рассеяния их электрич. полем атомных ядер, образующих эти оси или плоскости. В угл. распределении частиц, регистрируемых вне кристалла, наблюдаются минимумы интенсивности - "тени" от кристаллография, осей и плоскостей (рис. 1).


Угл. размеры осевой тени определяются соотношением


где y0-полуширина тени,Z1e, E-заряд и энергия движущейся частицы, Z2e- заряд ядра атома кристалла,d-расстояние между соседними атомами вдоль оси. Для протонов с МэВ величина . Интенсивность частиц в центре тени для бездефектного кристалла примерно в 100 раз меньше, чем на периферии (рис. 2).


Т. э. относится к группе т. н. ориентационных явлений, наблюдаемых при облучении кристаллов потоками частиц. Два ориентационных эффекта -каналироваиие заряженных частици Т. э.- дополняют друг друга: первый относится к частицам, движущимся в областях кристалла с пониженной плотностью вещества, второй - к частицам, оказавшимся в местах, где плотность вещества максимальна. В экспериментах, связанных с Т, э., определяют вероятность попадания в определённым образом ориентированный детектор частицы, вылетающей из узла решётки, тогда как в экспериментах по каналированию измеряют вероятность попадания ориентированного пучка частиц в ядро атома кристалла.

Т. э. может наблюдаться и в угл. распределении частиц, испытавших резерфордовское рассеяние на большой угол при столкновении с ядрами кристалла. Так как прицельные расстояния, соответствующие рассеянию на большие углы, значительно меньше амплитуды тепловых колебаний атомов в кристаллич. решётке, то можно считать, что рассеянные частицы начинают своё движение практически из узлов решётки. Регистрация угл. распределения рассеянных частиц в большом телесном угле, напр. с помощьюядерной фотографической эмульсии,позволяет получить систему теней - и о н о г р а м м у (рис. 3). Пятна и линии на ионограмме принципиально отличны от пятен и линий, получаемых при изучении кристаллов дифракц. методами (рентгенография материалов, электронография, нейтронография).Из-за малой длины волны де Бройля тяжёлых частиц см для протонов с энергией МэВ) дифракц. явления практически не оказывают влияния на образование теней. Наблюдаемые пятна и линии являются результатом чисто корпускулярного характера движения частиц в кристалле и соответствуют пересечению с плоскостью фотопластинки кристаллографии. осей и плоскостей. Как следствие этого, элементам монограммы не свойственны ограничения на разрешающую способность, присущие дифракц. картинам (волновое размытие пятен). Распределение интенсивности частиц в пределах одной тени, осевой или плоскостной, определяется такими факторами, как состав и структура кристалла, вид и энергия частиц, темп-pa кристалла, тип и кол-во дефектов.



Основанный на Т. э. метод монографии нашёл применение в физике твёрдого тела. Он используется в тех областях исследования, где дифракц. методы неэффективны: изучение структуры тонких монокристаллич. плёнок, послойное исследование структуры кристалла вблизи его поверхности и измерение распределения дефектов и примесных атомов по глубине кристалла без разрушения образца, определение положения примесного атома в ячейке кристалла.

На базе Т. э. разработан метод измерения времён протекания ядерных реакций в диапазоне 10-18-10-15с. При облучении монокристаллич. мишени быстрыми частицами образующаяся составная ядерная система смещается из узла кристаллич. решётки под действием импульса частицы. Продукты реакции испускаются на нек-рых расстояниях от узлов решётки; эти расстояния определяются скоростью составной системы uи временем протекания ядерной реакции t. При ср. смещении см степень запрета на движение заряж. продуктов реакции в направлении кристаллография, оси (или плоскости) ослабевает, что отражается на форме тени (рис. 4). По изменению формы тени определяется ср. величина смещения источников частиц и находится время протекания ядерной реакции т.


Метод измерения т на основе Т. э. является прямым: сравнивается время жизни составной ядерной системы с временем пролёта ею межатомного расстояния в кристалле. Отсюда следует его применимость как в случае возбуждения изолированных уровней энергии составной ядерной системы, так и в условиях перекрывающихся уровней. Этим методом исследовались временные характеристики процесса деления тяжёлых ядер. Впервые измерена длительность деления возбуждённых ядер урана итрансурановых элементовв диапазоне-10-1бс. Данные по длительности деления используются для получения информации о высоковозбуждённых состояниях ядер при больших деформациях, соответствующих второй потенц. яме двугорбого барьера деления (см.Деление ядер).

Лит.:Тулинов А. Ф., Влияние кристаллической решетки на некоторые атомные и ядерные процессы, "УФН", 1965, т. 87, в. 4, с. 585; Карамян С. А., Меликов Ю. В., Тулинов А. Ф., Об использовании эффекта теней для измерения времени протекания ядерных реакций, "ЭЧАЯ", 1973, т. 4, с. 456; Меликов Ю. В., Туликов А. Ф., Юминов О. А., Использование эффекта теней при изучении ядерных реакций и деления, в кн.: Итоги науки и техники, сер. Пучки заряженных частиц и твердое тело, т. 1, М., 1990, с. 94.Ю. В. Метков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.


  1. теней эффект—возникновение характерных минимумов интенсивности теней в угловом распределении частиц вылетающих из узлов рештки Монокристалла. Т. э. наблюдается для положительно заряже...Большая Советская энциклопедия II
  2. теней эффект—возникновение характерных минимумов интенсивности теней вугловых распределениях продуктов ядерных реакций при облучениимонокристаллов потоком ускоренных ядерных частиц. Т...Большой энциклопедический словарь II
  3. теней эффект—ТЕНЕЙ ЭФФЕКТ возникновение характерных минимумов интенсивности теней в угловых распределениях продуктов ядерных реакций при облучении монокристаллов потоком ускоренных яд...Большой энциклопедический словарь III
  4. теней эффект—ТЕНЕЙ ЭФФЕКТ возникновение характерных минимумов интенсивности теней в угловых распределениях продуктов ядерных реакций при облучении монокристаллов потоком ускоренных я...Большой Энциклопедический словарь V
  5. теней эффект—возникновение характерных минимумов интенсивности теней в угловых распределениях продуктов ядерных реакций при облучении монокристаллов потоком ускоренных ядерных частиц....Естествознание. Энциклопедический словарь
  6. теней эффект—ТЕНЕЙ ЭФФЕКТ возникновение характерных минимумов интенсивности теней в угловых распределениях продуктов ядерных реакций при облучении монокристаллов потоком ускоренных яд...Современный энциклопедический словарь
  7. теней эффект—ТЕНЕЙ ЭФФЕКТ возникновение характерных минимумов интенсивности теней в угловых распределениях продуктов ядерных реакций при облучении монокристаллов потоком ускоренных я...Энциклопедический словарь естествознания