电子俘获()是一個內層軌道上的电子,被原子核內的一個質子捕獲(使一個質子轉變成中子)、并同时发射出一个中微子的衰變过程。由於通常被捕獲的是最接近原子核的K層電子,故亦稱為K层电子俘获。伴随电子俘获发生的过程还包括產生特性輻射(伽马射线),使新产生原子核的能级降至基态。釋放出的光子的辐射(伽马射线)可能游離軌道上的电子,此電子為歐傑電子。阿尔瓦雷茨后来继续研究了镓-67和其他几种核素中的电子俘获现象。
核反应的细节
以下是几个电子俘获的核反应方程:
:
\begin{array}{ccccccc}
{}_{13}^{26}\mbox{Al} & + & e^- & \to & {}_{12}^{26}\mbox{Mg} & + & \nu_e \\
{}_{28}^{59}\mbox{Ni} & + & e^- & \to & {}_{27}^{59}\mbox{Co} & + & \nu_e \\
{}_{19}^{40}\mbox{K} & + & e^- & \to & {}_{18}^{40}\mbox{Ar} & + & \nu_e \\
{}_4^7 \mbox{Be} & + & e^- & \to & {}_3^7\mbox{Li} & + & \nu_e
\end{array}
如上式所描述,在电子俘获中,原子核俘获的是自身的一个轨道电子,而非其他外来原子所提供的电子。在理论上,完全通过电子俘获衰变的放射性同位素,如果预先使原子电离,就可以避免发生电子俘获。有一个假说表明,在超新星爆炸中的R-过程中形成的这类元素,如果它们没有在外层空间遭遇电子,它就会完全被电离而不会进行放射性衰变。电子俘获效应被认为是超新星上元素反常分布的部分原因。
另外,化学键也微弱地影响电子俘获的速率(一般地来说小于1%)。例如,对于铍7来说,处于金属状态和绝缘环境中,可以观察到两种情况中铍的半衰期有0.9%的差异。这个相对其他一些元素较大的差异主要是因为铍的价电子更靠近原子核。
元素周期表中央附近,比相同元素的稳定同位素更轻的同位素倾向于通过电子俘获衰变,而比相同元素的稳定同位素更重的同位素则倾向于发生正电子发射(或称反β衰变)。
常见的粒子
一些发生电子俘获的常见放射性同位素包括:
参考文献
外部链接
- [http://www-nds.iaea.org/livechart The LIVEChart of Nuclides - IAEA ] with filter on electron capture, in [http://www-nds.iaea.org/livechart Java ] or [http://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html HTML]
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