Conversió interna
la conversió interna és un procés electromagnètic, pel qual un estat excitat nuclear decau per l’emissió directa d’un dels seus electrons atòmics. La conversió interna competeix amb l’emissió gamma, però en aquest cas els camps multipolars electromagnètics de el nucli no produeixen l’emissió d’un raig gamma, sinó que els camps interactuen directament amb els electrons atòmics. A diferència de la desintegració beta, que es regeix per una força feble, l’electró s’emet des de l’àtom radioactiu, però no des del nucli. Per aquesta raó, la conversió interna és possible sempre que sigui possible la desintegració gamma, excepte en el cas en què l’àtom estigui completament ionitzat.
Tingueu en compte que els electrons d’alta energia resultants de la conversió interna no es denominen partícules beta, ja que aquestes últimes provenen de la desintegració beta, on es creen recentment en el procés de desintegració nuclear.
Com es pot veure, si un nucli es desintegra mitjançant la conversió interna , els números atòmics i en massa de l’nucli fill segueixen sent els mateixos, però el nucli fill formarà un estat d’energia diferent d’ell mateix element. Això és molt similar a la desintegració gamma, però en aquest cas, no s’emeten raigs gamma des d’un nucli excitat.
Atès que el procés deixa una vacant en el nivell d’energia dels electrons de el qual prové el electró, els electrons externs de l’àtom cauen en cascada per omplir els nivells atòmics més baixos, i generalment s’emeten un o més raigs X característics. De vegades, els raigs X poden interactuar amb un altre electró orbital, que pot ser expulsat de l’àtom. Aquest segon electró expulsat es diu un electró Auger. Això és molt similar a la captura d’electrons, però en cas de captura d’electrons, un nucli canvia el seu nombre atòmic. Com a resultat, l’àtom emet electrons primaris d’alta energia, raigs X característics o electrons Auger secundaris, cap dels quals s’origina en aquest nucli.
Teoria de la conversió interna
En el model mecànic quàntic de l’electró, hi ha una probabilitat finita de trobar l’electró dins el nucli. Durant el procés de conversió interna, es diu que la funció d’ona de l’electró de capa K (electró de capa interna) penetra el volum de l’nucli atòmic. Recordeu que els radis nuclears típics són de l’ordre de 10-14 m. En aquest cas, l’electró pot acoblar-se a un nucli excitat i prendre l’energia de la transició nuclear directament, sense un raig gamma intermedi. Per tant, la majoria dels electrons de conversió interna (ICE) provenen de la capa K, ja que aquests electrons tenen la major probabilitat d’estar dins de l’nucli. No obstant això, els estats s en les capes L, M i N també poden acoblar-se als camps nuclears i causar expulsions de ICE d’aquestes capes.
L’energia de l’electró de conversió interna (ICE) és l’energia de transició, transició I, menys l’energia d’unió de l’electró orbital, E be , Com:
Per exemple, 203 Hg és un núclid radioactiu beta, que produeix un espectre beta continu amb una energia màxima de 214 keV. Aquesta desintegració produeix un estat excitat de l’nucli filla 203 T1, que després es desintegra molt ràpidament (~ 10-10 s) al seu estat fonamental emetent un raig gamma d’energia 279.2 keV o un electró de conversió intern. Si analitzem un espectre de partícules beta, podem veure l’espectre continu típic de partícules beta, així com pics estrets a energies específiques. Aquests pics són produïts per electrons de conversió interna (ICE). Des de l’energia d’unió dels electrons K en 203Tl ascendeix a 85,5 keV, la línia K té una energia de:
T e (K) = 279.2 – 85.5 = 194 keV
a causa de les menors energies d’unió, les línies L i M tenen energies més altes. Atès que el procés de conversió interna pot interactuar amb qualsevol dels electrons orbitals, el resultat és un espectre d’electrons de conversió interna que es veurà superposat a l’espectre d’energia electrònica de l’emissió beta. Aquestes intensitats relatives d’aquests pics de ICE poden proporcionar informació sobre el caràcter multipolar elèctric de l’nucli i sobre el procés de descomposició.