לכידת אלקטרון

לכידת אלקטרונים (הנקראת לפעמים התפרקות בטא הפוכה) היא סוג של התפרקות של איזוטופים שמתרחשת כאשר יש יותר מדי פרוטונים בגרעין האטום ומעט מדי אנרגיה לפליטת פוזיטרון; התפרקות זו אינה אפשרית באיזוטופים רדיואקטיביים שיכולים להתפרק באמצעות פליטת פוזיטרון.

אם הפרש האנרגיה בין אטום האב לאטום הבת הוא פחות מ-1.022MeV, לא תיתכן פליטת פוזיטרון ולכידת אלקטרון היא מצב ההתפרקות היחיד שאפשרי. לדוגמה, רובידיום-83 יתפרק לקריפטון-83 על ידי לכידת אלקטרון בלבד (הפרש האנרגיה הוא 0.9MeV בקירוב).

במקרה זה, אחד מהאלקטרונים שבאורביטל, בדרך כלל מקליפת האלקטרונים K או L (לכידת-K או לכידת-L), נלכד על ידי פרוטון שנמצא בגרעין. התוצאה של תהליך זה היא יצירת נייטרון ונויטרינו. כיוון שהפרוטון משתנה לנייטרון, מספר הנייטרונים גדל ב-1, מספר הפרוטונים קטן ב-1, ומספר המסה האטומית לא משתנה. על ידי שינוי מספר הפרוטונים, לכידת האלקטרון משנה את הנוקליד ליסוד חדש. האטום עובר למצב מעורר כאשר בקליפה הפנימית חסר אלקטרון. במצבו המעורר, האטום יפלוט פוטון X (סוג של קרינה אלקטרומגנטית) ו/או אלקטרון אוז'ה. אלקטרון מהקליפה החיצונית נופל לתוך הקליפה הפנימית ומשחרר אנרגיה בצורת פוטון X. בגלל זה, סביר להניח שלכידת אלקטרונים תתרחש בנוקלידים גדולים.

המשוואה הכללית של התהליך היא:

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

דוגמאות:

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

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

יש לשים לב שאיזוטופים רדיואקטיביים המתפרקים אך ורק על ידי לכידת אלקטרון יכולים, תאורטית, לאבד את יכולתם לעבור פירוק רדיואקטיבי אם הם מיוננים לחלוטין (ישנם מקרים בהם עושים שימוש במילה "ערומים" לתיאור היונים הללו). ההיפותזה היא שיסודות אלה, אם הם נוצרים בתהליך-r בהתפוצצות סופרנובה, נפלטים מיוננים לחלוטין ולפיכך לא עוברים התפרקות רדיואקטיבית עד שיפגשו אלקטרונים בחלל החיצון. הדעה כיום היא שאנומליות בתפוצת היסודות היא תוצאה חלקית של השפעה זו על לכידת אלקטרון.

קשרים כימיים עשויים גם כן להשפיע על שיעור לכידת האלקטרונים, אולם באופן כמעט חסר משמעות (בדרך כלל פחות מ-1%), כאשר הדבר תלוי במידת הקרבה של האלקטרונים לגרעיני האטומים.

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום למכלול ולהרחיב אותו.