Електронне захоплення

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Ілюстраця двох фаз електронного захвату
Ядерна фізика
NuclearReaction.png

Електро́нне захо́плення (захо́плення електро́ну; англ. electron capture, рос. электронный захват) — ядерна реакція, при якій один із протонів ядра об'єднюється з електроном внутрішньої оболонки атома, утворюючи нейтрон. Ця реакція супроводжується випромінюванням нейтрино для збереження лептонного заряду.

Абстрактна схема реакції:

p + e → n + νe

Однак ця схема є тільки абстрактною, оскільки в реакції беруть участь інші нуклони ядра, з 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, і утворюється ізотоп іншого хімічного елемента. Наприклад

26Al+ e → 26Mg + νe.

Ядро нового елемента може народитися 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 завджи переходить у збуджений стан, оскільки їй бракує одного електрона на внутрішній оболонці. Надалі вона релаксує в основний стан здебільшого з випромінюванням кванта рентгенівського випромінювання: електрон із зовнішньої оболонки заповнює вільний рівень на внутрішній оболонці. Можливий також Оже-процес із передачею енергії іншому електрону, який покидає атом.

Історія[ред.ред. код]

Теоретично можливість електронного захвату розглянув Джан-Карло Вік[en] 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[ред.ред. код]

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

Радіоізотоп Півперіод
7Be[en] 53.28 дня
37Ar[en] 35.0 дня
41Ca[en] 1.03·105 років
44Ti[en] 52 року
49V[en] 337 днів
51Cr[en] 27.7 дня
53Mn[en] 3.7·106 років
55Fe[en] 2.6 року
57Co[en] 271.8 дня
56Ni 6.10 дня
67Ga[en] 3.260 дня
68Ge[en] 270.8 дня
72Se[en] 8.5 дня

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б 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.