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Kernresonanzfluoreszenz

Resonanzstreuung von Gammastrahlung am Kern. Stammt das Photon von einem gleichartigem Kern, so sind Emissions- und Absorptionsenergie bei ruhenden Kernen der Masse M durch den jeweiligen Rückstoss um DE = ER2 / Mc2 gegeneinander verstimmt, der durch Bewegung der Kerne mittels Doppler-Effekt DE = Ev / c für nicht-relativistische Geschwindigkeiten v kompensiert wird. Die Kernbewegung kann mechanisch durch Bewegung der Quelle oder des Absorbers mit einer Geschwindigkeit u oder durch Zufuhr thermischer Energie kT1 bzw. kT2 in Quelle bzw. Emitter erzielt werden. Die Resonanzbedingung wird durch Variation von u oder der Temperaturen T1 bzw. T2 durch Erhitzung erfüllt. Aus der Messung des Wirkungsquerschnitts der Resonanzfluoreszenz kann die Lebensdauer des angeregten Kernniveaus bestimmt werden. Die Methode ist geeignet für Lebensdauern < 10-10 s und wird als Streuanordnung zum Nachweis des gestreuten Photons oder durch Beobachtung der Absorption in Transmissionsgeometrie durchgeführt. Die Messungen werden durch gammastrahlungsspezifischen Untergrund wie Compton-Streuung, Photoeffekt und Bremsstrahlung, besonders aber durch elastische Streuung von Gammaquanten infolge von Rayleigh-Streuung und Thomson-Streuung erschwert. Besondere Bedeutung erlangte die rückstossfreie Resonanzabsorption bei Einbau der Atome in kristalline Strukturen (Mössbauereffekt).

 

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