Záchyt elektronu

Prázdné místo v elektronovém obalu se zaplní jiným elektronem z vyšší hladiny a získaná energie se buď vyzáří jako rentgenové záření nebo je předána jinému elektronu (tzv. Augerův jev)
Feynmanův diagram nejnižšího řádu pro elektronový záchyt

Záchyt elektronu (z anglického "electron capture"), známý také jako elektronový záchyt či K záchyt je jev, při kterém je elektron pohlcen jedním z protonů v jádře atomu. V drtivé většině případů se jedná o elektron v nejnižší elektronové slupce (energetické hladině), kterou značíme K, z toho je také odvozen jeden z názvů. Záchyt ale není omezen jen na tyto elektony. Vzácně může docházet i k záchytu z 2. nejnižší elektronové slupky nazývané L. V případě záchytu z L slupky se jev v české literatuře pojmenovává stejně.

Historie

S ideou mechanismu elektronového záchytu poprvé přišel roku 1934 Gian-Carlo Wick. Teoretické základy položil Hideki Jukawa a další. Záchyt byl poprvé pozorován roku 1937 Luisem Alvarezem v jádrech izotopu vanadu 48V.

Záchyt jako typ radioaktivní přeměny

Podrobnější informace naleznete v článku Slabá interakce.

Elektronový záchyt se občas řadí mezi rozpady typu β, protože jej stejně jako rozpady β+ a β- zprostředkovává slabá jadená síla (stabá interakce). Záchyt elektronu se vyskytuje u izotopů s relativním nedostatkem neutronů, jejichž rozpad neuvolní dostatek energie pro tvorbu elektron-pozitronového páru (energetický limit je 1,022 MeV), jinak se může rozpada i pomocí emise pozitronu. Pokud má jádro rozpadovou energii větší než 1,022 MeV, pak je vedle emise pozitronu schopné podstoupit i záchyt.

Záchytu lze zabránit tím, že z obalu atomu odebereme všechny elektrony. Pokud je určité jádro schopné se rozpadat pouze záchytem a pohybuje se ve vakuuem bez možnosti elektrony získat, chová se stabilně.

Absorbcí elektronu se jeden z protonů v jádře přemění na neutron a zároveň je vyzářeno elektronové neutrino, které nese drtivou většinu energie z reakce. Zbytek energie je odnesen v hybnosti atomu. Protonové číslo se tak záchytu sníží o jedna a Nukleonové číslo se nezmění. Mateřské a dceřiné izotopy jsou tedy izobary. Efekt na jádro je tak stejný jako při rozpadu β+. Díky snížení počtu elektronů v elektronovém obalu o jedna a zároveň stejným snížením počtu protonů v jádře vzniká z neutrálního atomu opět neutrální atom. Zápis takové přeměny u obecného mateřského jádra prvku X na dceřiné jádro prvku X’ je

 A
Z
 X + e- A
Z-1
 X’ + νe

Záchyt elektronu se vyskytuje zejména u umělých izotopů, které se v přírodě nevyskytují. Jádra podléhající této přeměně mají zpravidla poločas rozpadu nejvýše v milionech let. Existuje však jedna důležitá výjimka a tou je přirozeně se vyskytující izotop draslíku  40
19
 K
.

Po záchytu elektronu jádrem se vniklé volné místo v nízké elektronové hladině ryhle zaplní jedím z elektronů z vyšších hladin. Energie z přechodu elektronu do nižší hladiny se může vyzářit ve formě rentgenového záření nebo se přenese na jiný elektron v atomovém obalu, ten pak obvykle atom opustí, protože získaná energie je větší, než ionizační energie atomu. Druhý případ se nazývá Augerův jev a je častější zpravidla u lehčích atomů. Augerův jev je zodpovědný za to, že se část atomů po záchytu elektronu ionizuje.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Electron capture na anglické Wikipedii.


Literatura

DAVÍDEK, Tomáš; LEITNER, Rupert. Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty. 1. vyd. [s.l.]: Matfyzpress, 2012. 200 s. ISBN 978-80-7378-205-4. 

Související články

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!