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Moessbauer Effect Study of the Isomeric De-Excitation in Sn{sup 119m}; Etude, par Effet Moessbauer, de la Desexcitation Isomerique dans {sup 119m}Sn; 0418 0417 0423 0427 0415 041d 0418 0415 041c 0415 0421 0421 0411 0410 0423 0415 0420 0421 041a 041e 0413 041e 042d 0424 0424 0415 041a 0422 0410 041f 0420 0418 0418 0417 041e 041c 0415 0420 041d 041e 041c 0421 041d 042f 0422 0418 0418 0412 041e 0417 0411 0423 0416 0414 0415 041d 0418 042f 0412 041e 041b 041e 0412 0415 -119{sup m}; Estudio de la Desexcitacion Isomerica del {sup 119m}Sn Mediante el Efecto Moessbauer

Conference:

Abstract

As in the case of the k-capture, gamma emission decay of Co{sup 57}, the chemical consequences of the isomeric decay of Sniwm can be investigated by the techniques of Moessbauer spectroscopy. The de-excitation of the 245-d 11/2-state occurs by the emission of 65.3 keV (M4) and 23.8 keV (M1-E2) gamma radiation in cascade. Three major chemical effects of nuclear transformations that can be investigated by Moessbauer techniques are: (a) consequences of the Sn{sup 118} (n, {gamma}) Sn{sup 119m} process and effects of the concomitant gamma radiation during pile exposure; (b) recoil effects accompanying the M4 decay; and (c) effects of internal conversion of the M4 decay. These effects have been studied in stannic oxide metallic (grey) tin, and tetraphenyl tin, each labelled with the nuclide Sn{sup 119m}. In Sn{sup 119m}O{sub 2}, neither the gamma radiation exposure during pile irradiation, nor the emission (and internal conversion) of the 65.3-keV radiation leads to observable changes in the resonance line shape or position. This observation contrasts with the analogous situation in the decay (K-capture and gamma emission) of Co{sup 57} O. In both cases two oxidation states of the metal oxide are known [Fe(II), Fe(III) and Sn(II), Sn(IV) respectively] but only in the  More>>
Authors:
Herber, R. H.; Stoeckler, H. A. [1] 
  1. School of Chemistry, Rutgers, State University, New Brunswick, NJ (United States)
Publication Date:
Apr 15, 1965
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-57/80
Resource Relation:
Conference: Symposium on Chemical Effects Associated with Nuclear Reactions and Radioactive Transformations, Heidelberg (Germany), 7-11 Dec 1964; Other Information: 15 refs., 8 figs., 4 tabs.; Related Information: In: Chemical Effects of Nuclear Transformations. Vol. II. Proceedings of the Symposium on Chemical Effects Associated with Nuclear Reactions and Radioactive Transformations| 572 p.
Subject:
36 MATERIALS SCIENCE; BORATES; CERAMICS; CHEMICAL BONDS; COBALT 57; DE-EXCITATION; GAMMA RADIATION; HOT ATOM CHEMISTRY; INTERNAL CONVERSION; IRON; IRRADIATION; K CAPTURE; L SHELL; NEUTRON EMISSION; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; RECOILS; RELATIVISTIC RANGE; RESONANCE; RESONANCE ABSORPTION; TIN 119; TIN OXIDES
OSTI ID:
22184034
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria); Joint Commission on Applied Radioactivity of the International Council of Scientific Unions, Paris (France)
Country of Origin:
IAEA
Language:
English
Contract Number:
Contract AT(30-1)-2472
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M3343008569
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 403-418
Announcement Date:
Jan 30, 2014

Conference:

Citation Formats

Herber, R. H., and Stoeckler, H. A. Moessbauer Effect Study of the Isomeric De-Excitation in Sn{sup 119m}; Etude, par Effet Moessbauer, de la Desexcitation Isomerique dans {sup 119m}Sn; 0418 0417 0423 0427 0415 041d 0418 0415 041c 0415 0421 0421 0411 0410 0423 0415 0420 0421 041a 041e 0413 041e 042d 0424 0424 0415 041a 0422 0410 041f 0420 0418 0418 0417 041e 041c 0415 0420 041d 041e 041c 0421 041d 042f 0422 0418 0418 0412 041e 0417 0411 0423 0416 0414 0415 041d 0418 042f 0412 041e 041b 041e 0412 0415 -119{sup m}; Estudio de la Desexcitacion Isomerica del {sup 119m}Sn Mediante el Efecto Moessbauer. IAEA: N. p., 1965. Web.
Herber, R. H., & Stoeckler, H. A. Moessbauer Effect Study of the Isomeric De-Excitation in Sn{sup 119m}; Etude, par Effet Moessbauer, de la Desexcitation Isomerique dans {sup 119m}Sn; 0418 0417 0423 0427 0415 041d 0418 0415 041c 0415 0421 0421 0411 0410 0423 0415 0420 0421 041a 041e 0413 041e 042d 0424 0424 0415 041a 0422 0410 041f 0420 0418 0418 0417 041e 041c 0415 0420 041d 041e 041c 0421 041d 042f 0422 0418 0418 0412 041e 0417 0411 0423 0416 0414 0415 041d 0418 042f 0412 041e 041b 041e 0412 0415 -119{sup m}; Estudio de la Desexcitacion Isomerica del {sup 119m}Sn Mediante el Efecto Moessbauer. IAEA.
Herber, R. H., and Stoeckler, H. A. 1965. "Moessbauer Effect Study of the Isomeric De-Excitation in Sn{sup 119m}; Etude, par Effet Moessbauer, de la Desexcitation Isomerique dans {sup 119m}Sn; 0418 0417 0423 0427 0415 041d 0418 0415 041c 0415 0421 0421 0411 0410 0423 0415 0420 0421 041a 041e 0413 041e 042d 0424 0424 0415 041a 0422 0410 041f 0420 0418 0418 0417 041e 041c 0415 0420 041d 041e 041c 0421 041d 042f 0422 0418 0418 0412 041e 0417 0411 0423 0416 0414 0415 041d 0418 042f 0412 041e 041b 041e 0412 0415 -119{sup m}; Estudio de la Desexcitacion Isomerica del {sup 119m}Sn Mediante el Efecto Moessbauer." IAEA.
@misc{etde_22184034,
title = {Moessbauer Effect Study of the Isomeric De-Excitation in Sn{sup 119m}; Etude, par Effet Moessbauer, de la Desexcitation Isomerique dans {sup 119m}Sn; 0418 0417 0423 0427 0415 041d 0418 0415 041c 0415 0421 0421 0411 0410 0423 0415 0420 0421 041a 041e 0413 041e 042d 0424 0424 0415 041a 0422 0410 041f 0420 0418 0418 0417 041e 041c 0415 0420 041d 041e 041c 0421 041d 042f 0422 0418 0418 0412 041e 0417 0411 0423 0416 0414 0415 041d 0418 042f 0412 041e 041b 041e 0412 0415 -119{sup m}; Estudio de la Desexcitacion Isomerica del {sup 119m}Sn Mediante el Efecto Moessbauer}
author = {Herber, R. H., and Stoeckler, H. A.}
abstractNote = {As in the case of the k-capture, gamma emission decay of Co{sup 57}, the chemical consequences of the isomeric decay of Sniwm can be investigated by the techniques of Moessbauer spectroscopy. The de-excitation of the 245-d 11/2-state occurs by the emission of 65.3 keV (M4) and 23.8 keV (M1-E2) gamma radiation in cascade. Three major chemical effects of nuclear transformations that can be investigated by Moessbauer techniques are: (a) consequences of the Sn{sup 118} (n, {gamma}) Sn{sup 119m} process and effects of the concomitant gamma radiation during pile exposure; (b) recoil effects accompanying the M4 decay; and (c) effects of internal conversion of the M4 decay. These effects have been studied in stannic oxide metallic (grey) tin, and tetraphenyl tin, each labelled with the nuclide Sn{sup 119m}. In Sn{sup 119m}O{sub 2}, neither the gamma radiation exposure during pile irradiation, nor the emission (and internal conversion) of the 65.3-keV radiation leads to observable changes in the resonance line shape or position. This observation contrasts with the analogous situation in the decay (K-capture and gamma emission) of Co{sup 57} O. In both cases two oxidation states of the metal oxide are known [Fe(II), Fe(III) and Sn(II), Sn(IV) respectively] but only in the case of Co{sup 57} O has the presence of both states as a result of the precursor nuclear event been observed. Similar negative results obtain in metallic (grey) tin, in consonance with the observations on Co{sup 57} diffused into metallic iron and used as a Moessbauer source. As in the case of Co{sup 57} -labelled cobalticinium tetraphenyl borate, however, the chemical consequences of nuclear de-excitation can be observed in metal-organic compounds labelled with Sn{sup 119m}. When Sn{sup 119m} Empty-Set {sub 4} is used as a source at 78 Degree-Sign K with a 17 mg cm{sup -2} SnO{sub 2} ceramic absorber, the major resonance is that associated with the single non-quadrupole split resonance line observed with an unlabelled Sn Empty-Set {sub 4} absorber. In addition there is a contribution to the resonance pattern by a broad line (or quadrupole split resonance) absorption that reflects the filling of K or L shell vacancies by valence electrons. Direct bond rupture due to recoil is unable to produce this effect since (in the non-relativistic approximation) the recoil energy must be less than {approx}0.3 keV ({approx}7 kcal/mole{sup -1}), which is well below the chemical bond energies involved. (author) [French] Comme dans le cas de la desintegration de {sup 57}Co avec capture K et emission gamma, il est possible d'etudier les consequences chimiques de la decroissance isomerique de {sup 119m}Sn par les procedes de la spectroscopie de Moessbauer. La desexcitation de l'etat caracterise par un spin de 11/2 et une periode de 245 j, se fait par emission de rayons gamma de 65,3 keV (M4) et de 23t 8 keV (M1-E2) en cascade. Trois grands effets chimiques de transformations nucleaires peuvent etre etudies au moyen des techniques Moessbauer: a) les consequences du processus {sup 118}Sn(n, {gamma}) {sup 119m}Sn et les effets de l'emission concomitante de rayons gamma, au cours de l'exposition en pile; b) les effets de recul qui accompagnent la desintegration de M4; c) les effets de conversion interne de la desintegration de M4. Ces effets ont ete etudies dans l'oxyde stannique, dans l'etain gris et dans le tetraphenyl- etain, tous marques avec 119msn. Dans 119mSn02, ni l'exposition aux rayons gamma pendant l'irradiation en pile ni l'emission (et la conversion interne) de rayons de 65,3 keV n'ont entraine de changements observables dans la forme et la position de la raie de resonance. C'est la un fait qui contraste avec la situation analogue observee lors dela desintegration (capture K et emission de rayons gamma) de {sup 57}CoO. Dans l'un et l'autre cas, on connait deux etats d'oxydation de l'oxyde metallique [soit respectivement Fe(II) et Fe(III), Sn(II) et Sn(IV)3 mais c'est seulement dans le cas du {sup 57}CoO qu'a ete observee l'existence des deux etats a la suite du phenomene nucleaire precurseur. Des resultats negatifs comparables sont enregistres pour l'etain gris, ce qui concorde avec les observations sur {sup 57}Co diffuse dans le fer metallique et utilise comme source Moessbauer. Comme dans le cas du tetraphenylborate de dicyclopentadienyle cobalt marque avec {sup 57}Co, les consequences chimiques de la desexcitation nucleaire peuvent neanmoins etre observees dans les composes organo- metalliques marques avec {sup 119m}Sn. Lorsque {sup 119m}Sn(C{sub 6}H{sub 5}){sub 4} est utilise comme source a 78 Degree-Sign K avec 17 mg/cm{sup 2} SnO{sub 2} comme absorbant ceramique, la resonance principale est celle qui est liee a la raie isolee de resonance non quadrupolaire dedoublee, qui est observee avec Sn(C{sub 6}H{sub 5}){sub 4} non marque comme absorbant. En outre, s'ajoute au spectre de resonance une absorption sur une large raie (ou resonance a dedoublement quadrupolaire) qui correspond au remplissage des lacunes dans les couches K et L par des electrons de valence. Une rupture de liaison directe due au recul ne saurait provoquer cet effet car (dans l'approximation non relativiste) l'energie de recul doit etre inferieure a Tilde-Operator 0,3 keV ( Tilde-Operator 7 kcal/mole), ce qui est tres inferieur aux energies de liaison chimique en jeu. (author) [Spanish] Como en el caso de la desintegracion del {sup 57}Co por captura k y emision gamma, es posible investigar las consecuencias quimicas de la desintegracion isomerica del {sup 119m}Sn por el procedimiento espectroscopico de Moessbauer. La desexcitacion del estado 11/2 de 245 d ocurre por emision de rayos gamma en cascada de 65,3 keV (M4) y de 23,8 keV (M1-E2). El procedimiento de Moessbauer permite estudiar tres efectos quimicos esenciales de las transformaciones nucleares, a saber: a) las consecuencias del proceso ueSnfn, y)ii9msn y los efectos de la radiacion gamma concomitante durante la irradiacion en reactor; b) los efectos de retroceso vinculados a la emision M4, y c) los efectos de conversion interna de la emision M4. Estos efectos se han estudiado en oxido estannico, estafio metalico (gris) y tetrafenil estaflo, marcados todos ellos con el nuclido usmsn. En el {sup 119m}SnO{sub 2}, ni la exposicion a los rayos gamma durante la irradiacion en reactor ni la emision (y conversion interna) de los rayos de 65,3 keV originan alteraciones apreciables de la configuracion o de la posicion de la raya de resonancia. Ello contrasta con el caso analogo de la desintegracion del {sup 57}CoO por captura k emision gamma. En ambos casos, se conocen dos estados de valencia del oxido metalico [Fe(II)p Fe(III) y Sn(II), Sn(IV), respectivamente], pero solo en el caso del {sup 57}CoO se ha observado la presencia de ambos estados como resultado del fenomeno nuclear precursor. Los mismos resultados negativos se obtienen con estafio metalico (gris), en consonancia con las observaciones realizadas utilizando {sup 57}Co difundido en hierro metalico y utilizado como fuente de Moessbauer. De todas formas, como en el caso del tetrafenilborato de cobalticinio marcado con {sup 57}Co (cobalticinio = diciclopentadienilcobalto), los efectos quimicos de la desexcitacion nuclear se pueden observar en compuestos organometalicos marcados con iwmsn. Cuando se utiliza {sup 119m}Sn(C{sub 6}H{sub 5}){sub 4} como fuente a 78 Degree-Sign K con un absorbedor ceramico de SnO{sub 2} de 17 mg/cm{sup 2}, la principal resonancia es la asociada a la raya simple de resonancia no cuadripolar desdoblada que se observa con el absorbedor Sn(C{sub 6}H{sub 5}){sub 4} sin marcar. Ademas, el esquema de resonancias presenta una ancha raya de absorcion (o resonancia cuadripolar desdoblada), que refleja la ocupacion de vacantes de las capas K o L por electrones de valencia. Se descarta la posibilidad de que la ruptura directa de enlaces debida a los fenomenos de retroceso origine este efecto, ya que (en la aproximacion no relativistica) la energia de retroceso ha de ser inferior a Tilde-Operator 0,3 keV ( Tilde-Operator 7 kcal/mol), valor que es considerablemente menor que las energias de enlace quimico que entran en juego. (author) [Russian] Kak i v sluchae K-zahvata i gamma-izluchenija ego raspada kobal'ta-57 himicheskie posledstvija izomernogo raspada olova-119{sup m} mogut byt' izucheny po spektroskopicheskomu metodu Messbauera. Snjatie vozbuzhdenija s 245-dnevnogo izotopa v sostojanii i/2 soprovozhdaetsja jemissiej kaskadnogo gamma-izluchenija v 65,3kjev(M4) i 23,8kjev(M1-E2). Po metodu Mess''auera mogut byt' izucheny tri glavnyh himicheskih jeffekta jadernyh prevrashhenij, a imenno: a) posledstvija reakcii Sn{sup 118} (n, {gamma})Sn{sup 119m} i jeffekty soputstvujushhego gamma-izluchenija pri obluchenii v reaktore; '') dejstvie otdachi, soprovozhdajushhej raspad M4 i s) dejstvie vnutrennej konversii raspada M4. Jeti jeffekty byli izucheny na dvuokisi olova, metallicheskom (serom) olove i na tetrafenile olova, kazhdyj iz kotoryh byl markirovan izotopom olova-119{sup m}. V Sn{sup 119m}O{sub 2} ni vozdejstvie gamma-radiacii pri obluchenii v reaktore, ni jemissija (i vnutrennjaja konversija) radiacii v 65,3 kjev ne privodjat k zametnym izmenenijam formy ili polozhenija linii rezonansa. Jeto nabljudenie rezko otlichaetsja ot togo, chto proishodit v analogichnyh uslovijah pri raspade (K-jeahvate i gamma-izluchenii) Co{sup 57} O. V oboih sluchajah izvestny dva sostojanija okislenija metallicheskoj okisi [sootvetstvenno Fe (II), Fe(III) i Sn (I), Sn(IV)], no tol'ko v sluchae Co{sup 57} O, v rezul'tate predshestvovavshego jadernogo prevrashhenija, nabljudalos' nalichie oboih sostojanij. Analogichnye otricatel'nye rezul'taty poluchajutsja dlja metallicheskogo (serogo) slova, chto soglasuetsja s nabljudenijami nad kobal'tom-57, rassejannym v metallicheskom zheleze i ispol'zovannom v kachestve Messbauerovskogo istochnika. Odnako, kak i v sluchae mechennogo kobal'tom-57 tetrafenilborata kobal'ticinija, himicheskie posledstvija snjatija jadernogo vozbuzhdenija mogut nabljudat'sja v metallo-organicheskih soedinenijah, mechennyh olovom-119t. Pri ispol'zovanii v kachestve istochnika Sn{sup 119m}Sn Empty-Set {sub 4} pri 78 Degree-Sign K v prisutstvii keramicheskogo poglotitelja, sostojashhego iz 17 mgr/cm{sup 2} dvuokisi olova, glavnym rezonansom javljaetsja rezonans, svjazannyj s odnoj liniej nekvadrupol'nogo rasshheplennogo rezonansa, nabljudaemoj pri namechennom poglotitele iz Sn Empty-Set {sub 4}. Pomimo jetogo, v konfiguraciju rezonansa vhodit shirokaja linija, sootvetstvujushhaja pogloshheniju (ili kvadru- pol'nomu rasshheplennomu rezonansu) i otrazhajushhaja zapolnenija vakansij v obolochkah K ili L valentnymi jelektronami. Neposredstvennyj razryv svjazi v rezul'tate otdachi nikak ne mozhet byt' prichinoj jetogo vozdejstvija, poskol'ku ( v nereljativistskom priblizhenii) jenergija otdachi dolzhna byt' men'she, chem Tilde-Operator 0,3 kjev (-7 kilokalorij/mol'), chto gorazdo nizhe sootvetstvujushhih jenergij himicheskoj svjazi. (author)}
place = {IAEA}
year = {1965}
month = {Apr}
}