Elektroneninfang

Elektroneninfang

Elektroneninfang betekent en Oort vun de Radioaktivität, bi de sik en Atomkarn in en bestännigeren Karn ümwannelt, dordör dat he en Elektron ut de binneren Schaal vun de Elektronenhüll infangt. De Vörgang warrt mit dat Formelteken EC (för engelsch: electron capture) oder fakener ok mit den greekschen Bookstaven ε schreven. Dorüm warrt de Elektroneninfall mitünner ok as Epsilonverfall betekent.

De Elektroneninfang weer 935 vun Hideki Yukawa theoreetsch vörutseggt un 1937 to’n eersten mol vun Luis Walter Alvarez in’n Experiment nawiest. De Vörgang warrt dör de swacke Wesselwirken övermiddelt un höört to de Beta-Radioaktivität. Dör den Infang wannelt sik dat Nuklid in dat glieke Dochternuklid as bi’n Beta-plus-Verfall.

Beschrieven

De Elektroneninfang behollt jüst as de β⁺-Verfall de Ladung bi’t Ümwanneln vun en Proton in en Neutron bi, wobi de Massentall vun’n Karn bestahn blifft un en Neutrino afgeven warrt. De Karn winnt tosätzlich de Rohenergie vun’t infungene Elektron.

${\displaystyle \mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {n} +{\nu }_{e}}$

Blots wenn de Ümwanelenergie (also de in Energie ümrekente Differenz vun de Atommassen twüschen Mudder- un Dochternuklid) tomindst 1022 keV bedriggt, gifft dat mit den β⁺-Verfall tosätzlich en wieteren Verfallskanal, bi den keen Elektron absorbeert warrt un en Positron tüügt warrn mutt. Ümkehrt kummt dorüm bi jeed Nuklid, dat en Positron utsennt, ok Elektroneninfang vör.

De Elektronen vun de K-Schaal hebbt de gröttste Ophollwohrschienlichkeit an’n Oort vun’n Atomkarn. Dorüm stammt dat infungen Elektron in 90 % vun all Vörgäng ut disse Schaal. Man seggt dorto denn ok K-Infang. De rore Elektronenoinfang ut een vun de högeren Schalen warrt dorna as L-Infang oder M-Infang betekent. K-Infang warrt mitünner ok för alle Orden vun Elektroneninfäng seggt, wat aver nich akkerat is. Mitünner warrt ok dorüm K as Formelteken bruukt

De Energie, de dör de Karmümwanneln free warrt, geiht as kineetsche Energie an dat Neutrino över (vullstännig oder to’n Deel, wobi de Rest in Karn verblifft). De höchste Energie vun’t Neutrino kann dorüm ut de Binnenenergie vun’t infungene Elektron bestimmt warrn as ok ut ${\displaystyle E=mc^{2}}$ ut den Massenünnerscheed vun’n Karn vör un na den Infang.

De Dochterkarn, de dör de Ümwanneln entstahn is, kann in en anregten Tostand verblieven, wenn nich de vullstännige Energie an’t Neutrino afgeven worrn is. Dat föhrt to en diskret Energiespektrum (Lienenspektrum) vun’n utsente Neutrino, afhangig vun de Energiemengde, de in’n Karn torüchblifft. Wenn de Karn dorna in sien Grundtostand wesselt, warrt de Energie, de torüchbleven is, as Photon afgeven (Gammastrahlen).

Dör den Infang in de binnere Schall entsteiht en Lock in de Elektronenhüll, dat dör en Elektron ut en butere Schall wedder opfüllt warrt (Spontan Emisschoon). Ok dorbi warrt Energie free, de as Photon (Röntgenstrahlen) entspreken en Lien vunvt Röntgenspektrum vun’t Dochternuklid oder as Auger-Elektron afstrahlt warrt.

Verfallswohrschienlichkeit

Jüst as de Binnere Konversion warrt ok de Elektroneninfang as en Oort vun de Radioaktivität ansehn. Sien Wohrschienlichkeit hangt blangen de binneren Egenschoppen vun’n Mudderkarn ok vun de Tostännen in de Elektronenhüll af. Dat Bedröpt de Ophollwohrschienlichkeit vun de Elektronen an’n Oort vun’n Karn. De Verfallswohrschienlichkeit un dormit ok de Halfweertstiet kann also dör de Ännern vun de cheemschen Binnen vun’t Atom licht ännert warrn. In Experimenten sünd dorbi Ännern bit in de Gröttenornen Prozent beobacht worrn.^[1]

Bispelen

Elektroneninfang blangen ${\displaystyle \beta ^{+}}$-Verfall:

${\displaystyle \mathrm {{}_{13}^{26}Al} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{12}^{26}Mg} +{\nu }_{e}}$

${\displaystyle \mathrm {{}_{28}^{59}Ni} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{27}^{59}Co} +{\nu }_{e}}$

${\displaystyle \mathrm {{}_{7}^{13}N} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{6}^{13}C} +{\nu }_{e}}$

${\displaystyle \mathrm {{}_{9}^{18}F} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{8}^{18}O} +{\nu }_{e}}$

${\displaystyle \mathrm {{}_{49}^{110}In} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{48}^{110}Cd} +{\nu }_{e}}$

Blots Elektroneninfang, keen ${\displaystyle \beta ^{+}}$-Verfall:

${\displaystyle \mathrm {{}_{82}^{205}Pb} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{81}^{205}Tl} +{\nu }_{e}}$

Bi enige Nukliden kummt Elektroneninfang as drüdden Verfallskanal blangen ${\displaystyle \beta ^{-}}$- un ${\displaystyle \beta ^{+}}$-Verfall vör, t. B. bi Kalium-40:

${\displaystyle \mathrm {{}_{19}^{40}K} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{18}^{40}Ar} +{\nu }_{e}\quad \mathrm {(Andeel:\ 11\,\%)} }$

${\displaystyle \mathrm {{}_{19}^{40}K} \rightarrow \mathrm {{}_{20}^{40}Ca} +\mathrm {e} ^{-}+{\overline {{\nu }_{e}}}\quad \mathrm {(Andeel:\ 89\,\%)} }$

${\displaystyle \mathrm {{}_{19}^{40}K} \rightarrow \mathrm {{}_{18}^{40}Ar} +\mathrm {e} ^{+}+{\nu }_{e}\quad \mathrm {(Andeel:\ 0{,}001\,\%)} }$

Borns

1. G. T. Emery, Perturbation of Nuclear Decay Rates, Annu. Rev. Nucl. Sci. 22 (1972) S. 165-202

Kiek ok

• Karnchemie
• Verfallsreeg
• Isotopenkoort