核辐射的方向角关联

[外文]：directional correlation of nuclear radiation

原子核接连地发射两个粒子的几率，一般同核两粒子发射方向之间的夹角有关，这种夹角改变时发射几率也随之变化的现象称为核辐射的方向角关联。角关联的本质在于极化原子核发射粒子的几率会出现一定的角分布。对于一般的原子核系集，它的自旋取向是杂乱的，不同自旋取向的原子核所发射的粒子混淆在一起，使总的角分布呈现各向同性，只有当原子核的初态是极化的，才可以观察到各向异性。观察的方法有两种：

（1）在低温下施加强磁场（或电场梯度），通过磁场(或电场梯度)和原子核的磁矩（或电四极矩）相互作用，使原子核自旋沿一特定方向排列起来，便可以观察到原子核系集的各向异性。

（2）在一堆自旋方向杂乱的原子核中，选取自旋朝某方向的原子核进行观察，如果原子核接连地放出两个粒子(例如γ1和γ2)，那么，这种方法是可行的。具体做法是，可任意选择一个方向来记录γ1，由于γ辐射的各向异性，只有自旋有某种取向的原子核，在这个方向发射γ1的几率才较大。这样，在一定方向上观察γ1，就相当于把那些自旋有某种取向的原子核挑选出来。这些挑选出来的原子核接连地发射γ2，当然会呈现出一定的角分布。因此，γ1与γ2之间出现了角关联。为了使挑选出来的原子核的自旋取向不受干扰，级联跃迁中间态的寿命要足够短。

通过γ-γ方向角关联测量，还可以决定γ辐射的混合比，混合比δ的定义如下

，

其中L 和L┡为混合辐射的角动量。例如，111Cd的级联跃迁利用角关联实验定出γ1中的E2和M1的混合比为，从而得到E2的强度为2％，M1的强度为98％。因此，通过γ-γ方向角关联的研究，能获得有关能级和辐射的角动量以及辐射混合比的知识。但是方向角关联不能区别电多极矩和磁多极矩，要确定电多极矩(EL)和磁多极矩(ML)或确定宇称，需要测量γ-γ极化角关联。

上面讨论的是假定没有外界电磁场影响条件下的角关联。如果存在外场，则角关联将受干扰。这种角关联叫做扰动角关联。在核物理中，扰动角关联测量被用来测定核态的磁矩或电四极矩，它还作为一种探针，可以研究媒质内部电磁场的性质，在固体物理、生物、冶金等方面有重要的应用价值（见扰动角关联技术）。