Електронне захоплення

Електро́нне захо́плення (захо́плення електро́ну) — ядерна реакція, під час якої один із протонів ядра об'єднується з електроном внутрішньої оболонки атома, утворюючи нейтрон. Ця реакція супроводжується випромінюванням нейтрино для збереження лептонного заряду.

Ілюстраця двох фаз електронного захвату
Ядерна фізика

Абстрактна схема реакції:

p +  e− →  n +  νe

Однак ця схема є тільки абстрактною, оскільки в реакції беруть участь інші нуклони ядра, між вільними протонами й електронами вона не відбувається.

Електронний захват можливий для певного набору ізотопів, багатих протонами і бідних нейтронами. Внаслідок цієї реакції зарядове число зменшується на 1, й утворюється ізотоп іншого хімічного елемента. Наприклад

26Al+ e− → 26Mg +  νe.

Ядро нового елемента може перебувати в збудженому стані, і з ним можуть надалі відбуватися інші перетворення: наприклад, випромінювання гамма-кванта з переходом в основний стан. Електронна система атома при захваті завжди переходить у збуджений стан, оскільки їй бракує одного електрона на внутрішній оболонці. Надалі вона релаксує в основний стан: електрон із зовнішньої оболонки заповнює вільний рівень на внутрішній оболонці, здебільшого, з випромінюванням кванта рентгенівського випромінювання. Можливий також Оже-процес із передачею енергії іншому електрону, який залишає атом.

Історія

Теоретично можливість електронного захвату розглянув Джан-Карло Вік у роботі 1934 року, потім теорію доповнювали Хідекі Юкава та інші. Експериментально захват K-електрона уперше спостерігав Луїс Альварес на ядрі Ванадію-49[1][2][3]. Альварес продовжив експерименти з електронним захватом на ядрі Галію-67 та інших[1][4][5].

Приклади

До нуклідів, для яких відомі реакції електронного захвату, належать:

РадіоізотопПівперіод
7Be 53,28 доби
37Ar 35,0 діб
41Ca 1,03×105 років
44Ti 52 роки
49V 337 діб
51Cr 27,7 доби
53Mn 3,7×106 років
55Fe 2,6 року
57Co 271,8 діб
56Ni 6,10 доби
67Ga 3,260 доби
68Ge 270,8 доби
72Se 8,5 доби

Див. також

Примітки
  1. pp. 11–12, K-Electron Capture by Nuclei, Emilio Segré, chapter 3 in Discovering Alvarez: selected works of Luis W. Alvarez, with commentary by his students and colleagues, Luis W. Alvarez and W. Peter Trower, University of Chicago Press, 1987, ISBN 0-226-81304-5.
  2. Luis Alvarez, The Nobel Prize in Physics 1968, biography, nobelprize.org. Accessed on line October 7, 2009.
  3. Nuclear K Electron Capture, Luis W. Alvarez, Physical Review 52 (1937), pp. 134–135, DOI:10.1103/PhysRev.52.134 .
  4. Electron Capture and Internal Conversion in Gallium 67, Luis W. Alvarez, Physical Review 53 (1937), p. 606, DOI:10.1103/PhysRev.53.606.
  5. The Capture of Orbital Electrons by Nuclei, Luis W. Alvarez, Physical Review 54 (October 1, 1938), pp. 486–497, DOI:10.1103/PhysRev.54.486.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.