การจับยึดอิเล็กตรอน

การจับยึดอิเล็กตรอน () เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสที่มีโปรตอนจำนวนมากของอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าดูดอิเล็กตรอนที่อยู่วงในของอะตอม มักมาจากชั้น K และชั้น L  กระบวนการนี้จึงเป็นการเปลี่ยนโปรตอนของนิวเคลียสให้เป็นนิวตรอนและพร้อมกันนั้นได้มีการปลดปล่อยอิเล็กตรอนนิวทริโนออกมา ตามสมการ

 p  +  e- →  n  +  e

นิวไคลด์ลูกสาว (ผลผลิตที่ได้จากการสลาย) ถ้ามันอยู่ในสภาวะกระตุ้น มันก็จะเปลี่ยนผ่านไปอยู่ในสภาวะพื้น (ground state) ของมัน โดยปกติ รังสีแกมมาจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการเปลี่ยนผ่านนี้ แต่การปลดการกระตุ้นนิวเคลียร์อาจเกิดขึ้นโดยการแปลงภายใน (internal conversion) ก็ได้เช่นกัน
หลังการจับยึดอิเล็กตรอนรอบในโดยนิวเคลียส อิเล็กตรอนรอบนอกจะแทนที่อิเล็กตรอนที่ถูกจับยึดไปและโฟตอนลักษณะรังสีเอกซ์หนึ่งตัวหรือมากกว่าจะถูกปล่อยออกมาในกระบวนการนี้ การจับยึดอิเล็กตรอนบางครั้งยังเป็นผลมาจาก Auger effect ได้อีกด้วย ซึ่งในกระบวนการนี้อิเล็กตรอนจะถูกดีดออกมาจากเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนด้วยกันของอะตอมนั้นในกระบวนการของการแสวงหาสภาวะของอิเล็กตรอนพลังงานที่ต่ำกว่า


หลังการจับยึดอิเล็กตรอน เลขอะตอมจะลดลงไปหนึ่งหน่วย จำนวนนิวตรอนจะเพิ่มขึ้นไปหนึ่งหน่วย และไม่มีการเปลี่ยนแปลงในมวลอะตอม การจับอิเล็กตรอนง่าย ๆ เกิดในอะตอมที่เป็นกลางเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนจะถูกทำให้สมดุลโดยการสูญเสียประจุนิวเคลียร์บวก อย่างไรก็ตามไอออนบวกอาจเกิดจากการปล่อยอิเล็กตรอนแบบ Auger มากขึ้น

การจับยึดอิเล็กตรอนเป็นตัวอย่างหนึ่งของอันตรกิริยาอย่างอ่อน ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่ของแรงพื้นฐาน

การจับยึดอิเล็กตรอนเป็นโหมดขั้นปฐมของการสลายตัวสำหรับไอโซโทปที่มีโปรตอนอย่างมากในนิวเคลียส แต่ด้วยความแตกต่างของพลังงานไม่เพียงพอระหว่างไอโซโทปกับลูกสาวของมันในอนาคต (Isobar ที่มีประจุบวกน้อยลงหนึ่งหน่วย) สำหรับนิวไคลด์ที่จะสลายตัวโดยการปล่อยโพซิตรอน การจับยึดอิเล็กตรอนเป็นโหมดการสลายตัวแบบทางเลือกเสมอสำหรับไอโซโทปกัมมันตรังสีที่ไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะสลายตัวโดยการปล่อยโพซิตรอน บางครั้งมันจึงถูกเรียกว่าการสลายให้บีตาผกผัน แม้ว่าคำนี้ยังสามารถหมายถึงปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนปฏินิวทริโนกับโปรตอนอีกด้วย

ถ้าความแตกต่างกันของพลังงานระหว่างอะตอมพ่อแม่และอะตอมลูกสาวมีน้อยกว่า 1.022 MeV, การปล่อยโพซิตรอนเป็นสิ่งต้องห้ามเนื่องจากพลังงานที่ใช้ในการสลายมีไม่เพียงพอที่จะยอมให้เกิดขึ้น ดังนั้นการจับยึดอิเล็กตรอนจึงเป็นโหมดการสลายตัวแต่เพียงอย่างเดียว ยกตัวอย่างเช่นรูบิเดียม-83 (37 โปรตอน, 46 นิวตรอน) จะสลายตัวไปเป็น Krypton-83 (36 โปรตอน, 47 นิวตรอน) โดยการจับยึดอิเล็กตรอนแต่เพียงอย่างเดียว (เพราะความแตกต่างพลังงานหรือพลังงานสลายมีค่าประมาณ 0.9 MeV เท่านั้น)

โปรตอนอิสระปกติจะไม่สามารถเปลี่ยนไปเป็นนิวตรอนอิสระได้โดยกระบวนการนี้ โปรตอนและนิวตรอนจะต้องเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสที่มีขนาดใหญ่

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:กัมมันตรังสี
หมวดหมู่:นิวเคลียร์เคมี
หมวดหมู่:ฟิสิกส์นิวเคลียร์