背散射穆斯堡尔谱-简介

目前，大多数穆斯堡尔谱是在透射条件下测得的，这是由于实验装置简单且计数率高，很容易获得质量较好的谱图。但在很多情况下透射测量是不可能的，特别是在非破坏性实验和表面分析时，很难甚至无法使用透射样品。此时使背散射技术来获得穆斯堡尔谱是很必要的。它具有两个优点:①可以利用原子核跃迁中所伴随的射线如X射线和转换电子等，这些射线各有自己的特征穿透深度;②几乎任何形状的材料都可以在原状态下就地研究，免去了在透射谱测量中需要制成薄片和粉末的麻烦，而且避免了在制备样品过程中引起的样品性质的改变而造成的错误信息。

图1 (a)⁵⁷Fe的14.4 keV跃迁的内转换过程；(b)源、吸收体和探测器系统中辐射的衰减及变化

当γ射线射到吸收体样品上时，就被样品中的穆斯堡尔核共振吸收，并使该核处于激发态。它的消激方式有两种途径：一是再发射γ光子；二是发生内转换过程，产生内转换电子并伴随产生X射线或俄歇电子。以⁵⁷Fe为例，其内转换系数约为9，即每100个14.4 keV激发态的核中，有10个核再发射14.4 keV射线，而其余90个核是通过内转换过程退激。此时K层电子被发射出来，其能量为7.3 keV。同时L层电子要进入K层则发射特征X射线，其能量为6.4 keV。其中63/90的X射线导致发射5.6 keV的俄歇电子，剩下27/90为X射线射出原子。M到L壳层的级联产生的X射线小于1keV。内转换也在L层发生，但几率相当小。图1为内转换过程和探测系统中辐射衰减的示意图。

• 谢程远, 李虎成, 罗维倬. 穆斯堡尔谱测量的多丝正比室探测器[J]. 核电子学与探测技术, 1986(04):44-46.
• 陈楠. Si-PIN探测器在背散射穆斯堡尔谱仪中的应用[D]. 南京大学, 2008.