Elektronski zahvat

Elektronski zahvat

Elektronski zahvat je proces u kojem nuklid bogat protonima apsorbira unutrašnji atomski elektron, time mijenjajući u jezgru proton u neutron i simultano uzrokujući emisiju elektron neutrina. Slijede različite emisije fotona, jer energija atoma opada na osnovno stanje novog nuklida.

Elektronski zahvat je osnovni način raspada izotopa sa relativno većim brojem protona u jezgru atoma, ali sa nedovoljnom energetskom razlikom između izotopa i njegove prospektivne kćerke (izobare) sa jednim manje pozitivnim nabojom za nuklid da bi se raspao emitiranjem pozitrona. Elektronski zahvat je alternativni način raspada radioaktivnih izotopa sa dovoljnom energijom da bi se raspali emisijom pozitrona. Ponekad se on naziva i inverzni beta-raspad, mada se ovaj pojam može također odnositi i na interakciju elektronskog antineutrina sa protonom.

Ako je energetska razlika između roditeljskog atoma i atoma kćerke manja od 1,022 MeV, emisija pozitrona je zabranjena jer nema dovoljno dostupne energije raspada da bi izvela ta reakcija, te je elektronski zahvat jednostrani način raspada. Naprimjer, izotop rubidij-83 (sa 37 protona i 46 neutrona) će se raspasti na kripton-83 (36 protona i 47 neutrona) isključivo putem elektronskog zahvata (energetska razlika ili energija raspada iznosi 0,9 MeV).

p

+

e

→

n

+

νe

Slobodni proton ne može biti pretvoren putem ovog procesa u normalnim okolnostima u slobodni neutron; proton i neutron moraju biti dijelovi većeg jezgra. U ovom procesu elektronskog zahvata, protona u jezgru hvata jedan elektron iz orbitale, obično iz K ili L elektronske ljuske, te se formira neutron a emitira elektronski neutrino.

Pošto se proton pretvori u neutron tokom elektronskog zahvata, broj neutrona u jezgru se povećava za jedan, broj protona se smanjuje za jedan, a atomska masa ostaje nepromijenjena. Međutim, promjenom broja protona, elektronski zahvat mijenja nuklid u novi hemijski elemenat. Atom, iako je još uvijek u neutralnom stanju naelektrisanja, sada postoji u pobuđenom stanju jer mu u unutrašnjoj ljusci nedostaje jedan elektron. Zatim elektron iz vanjske ljuske prelazi u ljusku gdje nedostaje jedan unutrašnji elektron odnosno opada u niže osnovno stanje. Tokom ovog procesa, elektron će emitirati foton x-zraka (vrsta elektromagnetskog zračenja) a drugi elektroni mogu emitirati i Augerove elektrone. Često i jezgro postoji u pobuđenom stanju, i emitira gama zrake tokom prelaska u osnovno stanje energije novog nuklida.