Measurements of incoherent scattering of 0.279 MeV gamma-rays fromK-shell electrons of gadolinium

Summary

A one-Ci source of²⁰³Hg is used to investigate the incoherent scattering of 0.279 MeV gamma-rays fromK-shell electrons of gadolinium. TheK-shell to free-electron incoherent-scattering cross-section ratio is measured at scattering angles ranging from 30° to 150°. This ratio increases with scattering angle and this trend is in agreement with various experimental and theoretical data. The energy distribution of scattered photons fromK-shell electrons is measured at scattering angles 30°, 90° and 150°. TheK-shell Compton peak is found to be broader than the free-electron Compton peak, but this broadening is small as compared with the broadening predicted by various theories. TheK-shell Compton peak is shifted towards the high-energy side from the free-electron Compton peak and this positive defect is supported by various relativistic and nonrelativistic calculations. The totalK-shell incoherent-scattering cross-section is found to be 0.33 σ_F, where σ_F is the free-electron incoherent-scattering cross-section.

Riassunto

Si usa una sorgente di 1 Ci di²⁰³Hg per studiare lo scattering incoerente di raggi gamma di 0.279 MeV da elettroni dello stratoK del gadolinio. Il rapporto tra sezione d’urto dello scattering incoerente dello stratoK e degli elettroni liberi è misurato ad angoli di scattering che variano da 30° a 150°. Questo rapporto cresce con l’angolo di scattering e questa tendenza è in accordo con vari dati sperimentali e teorici. La distribuzione in energia dei fotoni diffusi dagli elettroni dello stratoK è misurata ad angoli di scattering di 30°, 90° e 150°. Si trova che il picco di Compton dello stratoK è più largo del picco di Compton degli elettroni liberi, ma quest’allargamento è piccolo in confronto a quello previsto da varie teorie. Il picco di Compton dello stratoK si sposta verso il lato di alta energia dal picco di Compton degli elettroni liberi e questo difetto positivo è sostenuto da calcoli relativistici e non. La sezione d’urto totale dello scattering incoerente dello stratoK si trova essere 0.33σ_F, dove σ_F è la sezione d’urto dello scattering incoerente degli elettroni liberi.

Реэюме

Один Ci источник²⁰³Hg испольэуется для исследования некогерентного рассеяния гамма-лучей с знергией 0.279 MзB на злектронахK-оболочки гадолиния. При углах рассеяния в области от 30° до 150° иэмерено отнощение поперечных сечений некогерентного рассеяния на злектронахK-оболочки к рассеянию на свободных злектронах. Это отнощение увеличивается с увеличением угла рассеяния и зта тенденция согласуется раэличными зкспериментальными и теоретическими данными. При углах рассеяния 30°, 90°, 150° иэмерено знергетическое распределение рассеянных фотонов на злектронахK-оболочки. Обнаружено, что комптоновский пик окаэывается щире, чем комптоновский пик для свободных злектронов, но зто ущирение несколько меньще, чем предскаэанное ущирение в рамках раэличных теорий. Комптоновский пик при рассеянии на злектронахK-оболочки сдвигается в сторону больщих знергий по сравнению с комптоновским пиком для свободных злектронов. Этот реэультат подтверждается раэличными релятивистскими и нерелятивистскими вычислениями. Получается, что полное поперечное сечение некогерентного рассяния на злектронах .К-оболочки составляет 9.33σ_F, где σ_F поперечное сечение некогерентного рассеяния на свободных злектронах.