Ena konvertiĝo (atoma fiziko)

Ena konvertiĝo estas radiaktiveca procezo en kiu ekscitita atomkerno (atomkerna izomero) interagas kun elektrono de unu el la enaj elektronkovraĵoj, tradonante al la elektrono la energion de ekscito kaj kaŭzante disradiadon de la elektrono el la atomo.

Tial, en ena konvertiĝa procezo, alte energia elektrono estas disradiata el la atomo, sed ĉi tio ne estas beto-disfalo, kaj neŭtrino ne estas disradiata. La rapidegaj elektronoj de ena konvertiĝo estas per difino ne beto-minus-partikloj, ĉar betaj partikloj estas difinitaj laŭ ilia maniero de produktado, ne nur per tio kio ili estas elektronoj. En ena konvertiĝo, la atomnumero ne ŝanĝiĝas, kaj tial (same kiel estas la okazo de gamo-eligo) la alia izotopo aŭ la alia kemia elemento ne aperas.

Enaj konvertiĝaj elektronoj ne havas la karakterizan kontinuan energian spektron de betaj partikloj. Enaj konvertiĝaj elektronoj havas bone precizigitan diskretan energion. Malsimile, beto-minus-partikloj, kiuj same estas elektronoj, povas esti disradiataj kun ajna energio en certa limigo, supren ĝis certa maksimuma valoro. Ĉi tio estas pro eligo de neŭtrino en beta disfala procezo kiu prenas parton de la energio kune kun la disradiata elektrono aŭ pozitrono. La energia spektro de beta partiklo estas tial larĝa, dum kiam la spektro de enaj konvertiĝaj elektronoj estas akra kulmino, kies larĝo estas limigata nur per la rezolucio de la detektilo kaj per iuj efikoj kiel ekzemple varmeca moviĝo de la elradianta atomo.

 Similaj procezoj 
Ĉi tiu ena konvertiĝa procezo estas ankaŭ ne estas la samo kiel la simila fotoelektra efiko, kiu ankaŭ povas okazi kun gama radiada asociita elektrona eligo, en kiu incida gama fotono disradiita de la atomkerno interagas kun elektrono, forpelante la elektronon el la atomo. Tial, gama fotoelektra efika elektrona eligo povas ankaŭ kaŭzi disradiadon de rapidegaj elektronoj el la atomoj sen beto-disfalo. Tamen, en ena konvertiĝo, la kerno ne disradias unue interan realan gama-radiado, kaj pro tio bezone ne ŝanĝas angulan movokvanton aŭ elektran dupolusan momanton.

Elektronoj de Auger, kiuj povas ankaŭ esti produktataj post ena konvertiĝo, aperas de kaŭzo kiu estas malsama de tiu de ena konvertiĝo, sed estas analoga al ĝi. Enaj konvertiĝaj elektronoj aperas kiam intensa elektra dupolusa kampo ene de la kerno akcelas elektronon kiu penetris en la kernon, por forpeli ĝin el la atomo. Elektronoj de Auger simile aperas kiam elektra kampo estas produktita en atoma elektrona nubo pro foresto de la alia elektrono, kaj ĉi tiu kampo denove faras la akcelon kaj forpelon de ankoraŭ alia el la atomaj elektronkovraĵaj elektronoj. Simile al enaj konvertiĝaj elektronoj, ankaŭ elektronoj de Auger aperas kun akra kulmino en energia spektro.

 Maniero de okazado 
En la ena konvertiĝa procezo, la ondfunkcio de ena ŝela elektrono penetras la kernon (kio estas ke estas nenula probablo de tio ke la (plejparte s) elektrono estas trovita en la kerno) kaj kiam ĉi tio okazas, la elektrono povas kupliĝi kun la ekscitita stato de la kerno, kaj preni la energion de la kerna trairo rekte, sen produktado de intera gama-kvantumo.

Kiel elektromagneta kvantuma procezo, la procezo de donado de energio al la elektrono estas apero de virtuala fotono, sed la fotono estas virtuala, kaj neniam aperas escepte kiel trajto de ekvacio, anstataŭ rekte mezurebla partiklo. La kineta energio de la disradiata elektrono estas egala al la traira energio en la kerno, minus la bindanta energio de la elektrono.

Plejparto de enaj konvertiĝaj elektronoj venas de la K-ŝelo, ĉar ĉi tiuj du elektronoj havas la plej grandan probablon de estado ene de la kerno. Post kiam la elektrono estas disradiita, la atomo restas kun malplenaĵo en unu el la enaj elektronaj ŝeloj. Ĉi tiu truo estas plenigata de elektrono de unu el la pli altaj ŝeloj kaj do poste karakteriza ikso-radio aŭ elektrono de Auger estas disradiata.

 Kiam la procezo estas atendata 
Ena konvertiĝo estas favorata se la energia breĉo inter atomkernaj niveloj estas malgranda, kaj estas ankaŭ la unueca reĝimo de malekscitiĝo por 0+→0+ (kio estas E0) trairoj (kio estas, ke la kernoj povas liberiĝi de la energio sen ŝanĝo de elektra kaj magneta momantoj en certaj manieroj, kun nesufiĉa energio por disfali per produktado de elektrono-pozitrona paro). Ĝi estas la ĉefa reĝimo de malekscitiĝo se la komenca kaj fina spinaj statoj estas la samaj, kvankam la multpolusecaj reguloj por nenula komenca kaj fina spinaj statoj ne bezone malpermesas la eligon de gama-radiado en tiu okazo.

La ena konvertiĝa procezo konkuras kun gamo-eligo. La ofteco de ena konvertiĝo povas esti priskribita per la ena konvertiĝa koeficiento, kiu estas difinata kiel la rilatumo de malekscitiĝoj kun la eligo de elektronoj al tiuj kun gama eligo. La koeficiento povas esti mezurita eksperimente. La ena konvertiĝa koeficiento kiu estas difinita kiel α=e/γ kie e estas la kurzo de eligo konvertiĝaj elektronoj kaj γ estas la kurzo de gamo-radia eligo observitaj ĉe la disfalantaj kernoj. Ekzemple, en la disfalo de ekscitita stato de la kerno de 125I, 7% da la disfaloj disradias energion kiel gama-radiado, kaj 93% da ili liberigas energion kiel konvertiĝaj elektronoj. Pro ĉi tio, ĉi tiu ekscitita stato de 125I havas enan konvertiĝan koeficienton α=13,6. Laŭ observoj, ena konvertiĝa koeficiento pligrandiĝas kun pligrandiĝo de atomnumero (Z) kaj malpligrandiĝo de la liberigata energio.

La energio de la disradiata gamo-radio estas konsiderata kiel preciza mezuro de la diferenco en energio inter la statoj de la disfalanta kerno. Tamen, ĉi tio ne estas vera ĉe konvertiĝaj elektronoj. La energio de konvertiĝa elektrono estas

 E = (Ek-Ef)-EB-Ede = Eγ-EB-Edγ

kie Ek kaj Ef estas la energioj de la kerno en ĝia komenca kaj fina ŝtatoj respektive;
 EB estas la bindanta energio de la elektrono;
 Eγ estas energio de gama kvantumo, kiu estadas eligata en la sama trairo;
 Ede kaj Edγ estas energioj de desalto de la kerno en okazoj de eligo de konvertiĝa elektrono kaj gama kvantumo respektive (ili kutime estas multe pli malgrandaj ol la aliaj eroj de la formulo).

 Vidu ankaŭ 
 Atomkerna izomero
 Gamo-eligo
 Beto-disfalo
 Elektrono de Auger
 Fotoelektra efiko

 Eksteraj ligiloj 

 HyperPhysics

Kategorio:Atoma fiziko