Optische Anregung des Tochteratoms Sc durch vorhergehenden ß‐Zerfall von 45 Ca in festem Xe

Radioaktives 45 Ca wurde in eine Xe‐Matrix bei 50 und 4,2 °K eingebaut (Dotierung ca. 1:200). Das hieraus emittierte Licht wurde mit Interferenzfiltern und in Koinzidenz zum Kernzerfall untersucht. Die Photonenausbeute betrug maximal 0,22 ± 0,03 pro β‐Zerfall. Die Lebensdauer der optischen Niveaus wurde mit Hilfe verzögerter β‐Koinzidenz gemessen. Im gesamten untersuchten Spektralbereich (1,1 bis 0,19 μm) wurden drei Banden im nahen UV gefunden; in einer da von zeigen die Flanken verschiedene Lebensdauern. Deutung: Durch die plötzliche Kernladungsänderung beim β‐Zerfall von 45 Ca entsteht in ∼ 20% aller Zerfälle das Tochterion Sc + im angeregten 4s5s 1 S 0 ‐Zustand (Δ Z ‐Anregung oder ”shake up„ Prozeß). Bevor eine optische Emission stattfindet, rekombiniert das angeregte Sc + durch Ladungsaustausch mit den Xe‐Liganden zu Sc; dabei werden bevorzugt die 3d4s4p 2 P (bzw. 2 F)‐Zustände (T iu ‐Zustand in der Xe‐Matrix) besetzt (Lebensdauer (9,0 ± 0,5) bzw. (4,6 ± 0,9) ns). Dipolübergange in den aufgespaltenen 3d4s 2 2 D‐Grundzustand (T 2g und E g Zustand in der Xe‐Matrix) führen zu der Emission der beobachteten Banden. Durch den Einfluß der Xe‐Matrix wird der 3d4s4p 2 P → 3d4s 2 2 D Übergang um (3300 ± 250) cm −1 zu kürzeren Wellenlängen verschoben. Die Aufspaltung des Grundzustandes im Feld der Xe‐Liganden ergibt sich zu (2200 ± 300) cm −1 = 10 Dq .