Електронски зафат
Електронски зафат (К-зафаќање на електрони, исто така, К-Фаќање или Л-зафаќање на електрони, Л-фаќање) е процес во кој јадрото богато со протони на електрично неутрален атом апсорбира блиски атомски електрони, обично од К и Л електронска обвивка. Овој процес со што се менува јадрен до неутронски протон и истовремено предизвикува емисија на еден електрон неутрино.
Ќерката нуклид, ако таа е во возбудена состојба, а потоа транзиција на нејзината положба. Обично, гама-зраци се емитуваат во текот на оваа транзиција, но јадрена де-ексцитација исто така може да се одржи од страна на внатрешната реализација.
Следното зафаќање на еден внатрешен електрон од атом, надворешниот електрон заменува електрон, кој беше заробен и еден или повеќе карактеристични рендгенски фотони се емитуваат во овој процес. Фаќање на електрони понекогаш резултира и со ефектот дупчалка со спирална бургија, каде што електронот се испушта од електронската орбитала на атомот е резултат на интеракцијата меѓу електроните во атомот во процесот на барање пониска енергетска положба.
Следните зафаќање на електрони, атомскиот број е намален за еден, неутронскиот број е зголемен за еден, и нема промена во атомската маса. Едноставно зафаќање на електрони во неутрален атом, бидејќи загубата на електрони во електронската орбитала е избалансирана со губење на позитивни јадрени позитивни полнежи. Сепак, позитивниот атомски јон може да резултира од понатамошна дупчалка со спирална бургија електронска емисија.
Фаќање на електрони е пример за слаба интеракција, една од четирите фундаментални сили.
Фаќање на електрони е секогаш еден алтернативен режим на распаѓање радиоактивни изотопи кои немаат доволно енергија да се распаѓаат од позитронска емисија. Тоа понекогаш се нарекува обратно бета распаѓање, иако овој термин може да се однесува на интеракцијата на еден електрон антинеутрино со протон.
Ако енергетската разлика помеѓу родителот атом и ќерка атом е помалку од 1.022 MeV, позитрон емисијата е забранета како не доволно енергија за распаѓање, а со тоа и зафаќањето на електрони е единствен режим на распаѓање. На пример, рубидиум-83 (37 протони, неутрони 46) ќе се распадане до криптон-83 (36 протони, неутрони 47) исклучиво од фаќање на електрони (на енергетска разлика, и пропаѓање на енергија, што е околу 0,9 MeV).
Слободен протон нормално не може да се промени во слободен неутрон од овој процес; протонот и неутронот мора да бидат дел од едно поголемо јадро.
Историја
Теоријата на електронскиот зафат првпат била разгледувана од страна на Жан-Карло Вик Во неговиот труд во 1934 година, а подоцна бил објаснет од Хидеки Јукава и други. Електронскиот зафат К првпат бил забележан од страна на Луиз Алварез, во ванадиум-48. Ова тој го запишал во неговиот труд во 1937 година во списанието Physical Review.[1][2][3] Алварез продолжил да го изучува електронскиот зафат во галиум-67 и други јадра.[1][4][5]
Реакциони поединости
Електронот кој е фатен е еден од сопствените електрони на атомот, и не е нов, дојдовен електрон, како би можел да биде предложен од страна на начин на погоре напишаните реакции. Радиоактивни изотопи кои се распаѓаат од чисто зафаќање на електрони може да бидат попречени од радиоактивното распаѓање, ако тие се целосно јонизирани. Се претпоставува дека таквите елементи, ако се формирани од страна на R-процесот во експлозија на супернова, излегуваат целосно јонизирани и така не се подложни на радиоактивен распад како додека тие не се судрат со електроните во вселената. Anomalies in elemental distributions are thought[од кого?] to be partly a result of this effect on electron capture. Inverse decays can also be induced by full ionisation; for instance, 163Ho decays into 163Dy by electron capture; however, a fully ionised 163Dy decays into a bound state of 163Ho by the process of bound-state β− decay.[6]
Хемиска врска и исто така може да влијае на стапката на зафаќање на електрони до мал степен (општо, помалку од 1%), во зависност од близината на електроните во јадрото. На пример, во 7Be, разлика од 0,9% е забележана меѓу половина што живеат во металик и изолаторски средини.[7] Овој релативно голем ефект се должи на фактот дека берилиум е мал атом чии валентни електрони се блиску до јадрото.
Околу елементите во средината на периодниот систем, изотопите кои се полесни од стабилните изотопи на ист елемент имаат тенденција да се распаѓаат, преку зафаќање на електрони, додека изотопите потешки од стабилните се распаѓаат со електронска емисија. Фаќање на електрони најчесто се случува во потешките неутронски-дефицитарни елементи каде промената на маса е најмала и позитронска емисија не е секогаш можна. Кога загубата на маса во јадрена реакција е поголема од нула, но помала од 2 милиони [0-1e-], процесот не може да се случи со позитронска емисија но е спонтана за зафаќање на електрони.
Чести примери
Некои почести радиоизотопи кои се распаѓаат со електронски зафат:
| Радиоизотопи | Полураспад |
|---|---|
| 7 Be |
53.28 d |
| 37 Ar |
35.0 d |
| 41 Ca |
1.03×105 y |
| 44 Ti |
60 y |
| 49 V |
337 d |
| 51 Cr |
27.7 d |
| 53 Mn |
3.7×106 y |
| 55 Fe |
2.6 y |
| 57 Co |
271.8 d |
| 59 Ni |
7.5×104 y |
| 67 Ga |
3.260 d |
| 68 Ge |
270.8 d |
| 72 Se |
8.5 d |
За целосен список, погледајте табела на нуклиди.
Поврзано
Наводи
- ↑ 1,0 1,1 Luis W. Alvarez, W. Peter Trower (1987). "Chapter 3: K-Electron Capture by Nuclei (with the commentary of Emilio Segré)" In Discovering Alvarez: selected works of Luis W. Alvarez, with commentary by his students and colleagues. University of Chicago Press, pp. 11–12, ISBN 978-0-226-81304-2.
- ↑ "Luis Alvarez, The Nobel Prize in Physics 1968", biography, nobelprize.org. Accessed October 7, 2009.
- ↑ Alvarez, Luis W. (1937). „Nuclear K Electron Capture“. Physical Review. 52: 134–135. Bibcode:1937PhRv...52..134A. doi:10.1103/PhysRev.52.134.
- ↑ Alvarez, Luis W. (1937). „Electron Capture and Internal Conversion in Gallium 67“. Physical Review. 53: 606. Bibcode:1938PhRv...53..606A. doi:10.1103/PhysRev.53.606.
- ↑ Alvarez, Luis W. (1938). „The Capture of Orbital Electrons by Nuclei“. Physical Review. 54: 486–497. Bibcode:1938PhRv...54..486A. doi:10.1103/PhysRev.54.486.
- ↑ Fritz Bosch (1995). „Manipulation of Nuclear Lifetimes in Storage Rings“ (PDF). Physica Scripta. T59: 221–229. Архивирано од изворникот (PDF) на 2013-12-26. Посетено на 2015-11-04.
- ↑ B. Wang; и др. (2006). „Change of the 7Be electron capture half-life in metallic environments“. The European Physical Journal A. 28: 375–377. Bibcode:2006EPJA...28..375W. doi:10.1140/epja/i2006-10068-x.[мртва врска](бара претплата)
Надворешни врски
The LIVEChart of Nuclides - IAEA with filter on electron capture
| ||||||||||||||||||||
|