Elektronski uhvat

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Elektronski uhvat
Znak za opasnost od radioaktivnosti

Elektronski uhvat se ponekad svrstava u beta raspad. Hideki Jukava sa suradnicima je predvidio 1936. da atomi bogati protonima u atomskom jezgru, mogu uhvatiti elektron iz prve K-ljuske elektronskog omotača, čime bi se proton promijenio u neutron, uz istovremeno zračenje neutrina. [1]

Ukoliko je razlika u energiji između neke radioaktivne tvari i novog kemijskog elementa u koji se ta radioaktivna tvar raspada, manja od 1,022 MeV, onda se ne stvara pozitron budući da nema dovoljno enerije raspadanja da bi se to dogodilo i onda se događa elektronski uhvat kao jedina mogućnost. Tako na promjer rubidij-83 (37 protona i 46 neutrona) se raspada u kripton-83 (36 protona i 47 neutrona) s elektronskim uhvatom, a energija raspadanja je oko 0,9 MeV.

Treba zapaziti da slobodni proton se ne može mijenjati u slobodni neutron s elektronskim uhvatom. Proton i neutron moraju biti dio velike atomske jezgre da bi se to ostvarilo. Kod elektronskog uhvata, jedan elektron iz elektronskog omotača, obično iz K ili L elektronske ljuske, bude uhvaćen protonom iz atomske jezgre, stvarajuči neutron i neutrino:

p + e- → n + νe

Budući da se proton pretvara u neutron kod elektronskog uhvata, broj neutrona kod takvog atoma se poveća za 1, a broj protona se smanji za 1, dok atomska masa ostaje nepromijenjena. Tako dolazi do nuklearne pretvorbe ili transmutacije, budući da se radioaktivni atom pretvara u novi kemijski element. Iako je atom električki neutralan, on prelazi u pobuđeno stanje, budući da jedan elektron nedostaje u elektronskom omotaču. Tada će elektron iz više ljuske preći u K ili L ljusku, a višak energije će stvoriti foton rendgenskog zračenja i/ili će se ostvariti Augerov efekt (foton se apsorbira na sustav pobuđivanjem sržnog elektrona u neko pobuđeno stanje. Sustav se relaksira emisijom drugog elektrona koji ima manju nuklearnu energiju vezanja (valentnog elektrona). Augerov efekt se razlikuje od ionizacije jer emitirani elektroni imaju točno određene kinetičke energije).

Atom u pobuđenom stanju, nakon elektronskog uhvata, obično zrači gama-čestice da bi prešao u stabilno stanje.

Povijest[uredi VE | uredi]

Hideki Jukava sa suradnicima je predvidio 1936. da atomi bogati protonima u atomskom jezgru, mogu uhvatiti elektron iz prve K-ljuske elektronskog omotača, čime bi se proton promijenio u neutron, uz istovremeno zračenje neutrina. Prvi puta je elektronski uhvat u labaratoriju dobio Luis Alvarez, proučavajući vanadij-48. Nakon toga, sličnu pojavu je dobio s galijem-67 i nekim drugim nuklidima. [2]

Detalji elektronskog uhvata[uredi VE | uredi]

2613Al + e-2612Mg + νe
5928Ni + e-5927Co + νe
4019K + e-4018Ar + νe

Treba napomenuti da je elektron u ovoj nuklearnoj reakciji ustvari vlastiti elektron iz atoma, a ne vanjski elektron. Takav atom će postati ioniziran. Pretpostavlja se da takav postupak se dešava i kod eksplozija supernove. [3]

Kemijske veze mogu isto potaknuti elektronski uhvat, ali u vrlo malom obimu, uglavnom manje od 1%, a ovisi i o blizini elektrona atomskoj jezgri. Tako na primjer kod berilija-7, postoji razlika ako je atom samostalan ili je vezan kao metal, a ta razlika je primjećena da iznosi i do 0,9%. [4]

Primjeri elektronskog uhvata[uredi VE | uredi]

Neki radioaktivni izotopi koji prolaze kroz elektronski uhvat su:

Radioaktivni izotop Vrijeme poluraspada
Berilij-7 53,28 dana
Argon-37 35,0 dana
Kalcij-41 1,03 105 godina
Titanij-44 52 godine
Vanadij-49 337 dana
Krom-51 27,7 dana
Mangan-53 3,7 106 godina
Kobalt-57 271,8 dana
Nikal-56 6,10 dana
Galij-67 3,26 dana
Germanij-68 270,8 dana
Selenij-72 8,5 dana

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. [1] "Ionizirajuće zračenje u biosferi", Mile Dželalija, Kemijsko-tehnološki fakultet, Sveučilište u Splitu, 2011.
  2. "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.
  3. [2] "Uvod u nuklearnu energetiku", Prof. dr. sc. Danilo Feretić, 2011.
  4. [3] B.Wang, Euro. Phys. J. A 28, "Change of the 7Be electron capture half-life in metallic environments" 2006.