Mößbauereffekt an 57Fe

Der Mößbauereffekt ermöglicht es, Energiedifferenzen oder Energieverschiebungen von Kernniveaus in der Größenordnung von 10^-8 eV zu bestimmen. Dazu nutzt man rückstoßfrei emmitierte Gamma-Quanten einer geeigneten Quelle, deren Energie sich durch eine Bewegung der Quelle geringfügig dopplerverschieben lässt. Hinter einem Absorber, der das gleiche Isotop wie die Quelle enthält, wird abhängig von der Quellen-Geschwindigkeit die Zählrate gemessen. Aus der Lage, Breite und Intensität der Absorptionslinie(n) lassen sich verschiedene Informationen über den Kern gewinnen (s.u.). Im Versuch wird dazu die 14,4keV-Gamma-Linie des 57Fe genutzt.

Nach Aufbau der Messanordnung wird zunächst ein Energiespektrum der 57Co-Quelle genommen und die "Mößbauerlinie" identifiziert. Anschließend können die eigentlichen Mößbauerspektren mit verschiedenen Absorbern aufgenommen werden, folgende Messungen sind vorgesehen:

- Aus der Breite der gemessenen Absorptionslinie kann man auf die mittlere Lebensdauer des ersten angeregten Kernniveaus von 57Fe schließen.

- Isomerieverschiebungen geben Auskunft über die unterschiedlichen Elektronendichten im Kern nach Oxidationsstufen des Eisens.

- Aus der Hyperfeinstrukturaufspaltung lässt sich das Magnetfeld am Kernort, sowie das magnetische Moment des angeregten Kerns bestimmen.

- Messung der Quadrupolaufspaltung ermöglicht die Berechnung des Kern-Quadrupolmoments bzw. des elektrischen Feldgradienten am Kernort.