İç dönüşüm

Dahili dönüşüm veya İç dönüşüm, uyarılmış bir çekirdeğin atomun yörünge elektronlarından biri ile elektromanyetik olarak etkileşime girdiği radyoaktif bir bozunma sürecidir. Bu, elektronun atomdan yayılmasına (atılmasına) neden olur. Böylece, bir iç dönüşüm sürecinde, radyoaktif atomdan yüksek enerjili bir elektron yayılır, ancak çekirdekten yayılmaz. Bu nedenle, dahili dönüşümden kaynaklanan yüksek hızlı elektronlara beta parçacıkları denmez, çünkü ikincisi nükleer bozunma sürecinde yeni yaratıldıkları beta bozunmasından gelir.

Atomun tamamen iyonize olduğu durumlar dışında, gama bozunmasının mümkün olduğu her durumda dahili dönüşüm mümkündür. İç dönüşüm sırasında, atom numarası değişmez ve bu nedenle (gama bozunmasında olduğu gibi) bir elementin diğerine dönüşümü gerçekleşmez.

Bir elektron atomdan kaybolduğundan, bir elektron kabuğunda bir delik belirir ve daha sonra bu boşluğa inen diğer elektronlarla doldurulur düşük enerji seviyesi ve süreçte karakteristik X-ışınları, Auger elektronları veya her ikisini de yayar. Böylece atom, yüksek enerjili elektronlar ve X-ışını fotonları yayar, bunların hiçbiri o çekirdekten kaynaklanmaz. Atom, elektronu fırlatmak için gereken enerjiyi sağlar ve bu da son olaylara ve diğer emisyonlara neden olur.

İç dönüşümden gelen birincil elektronlar karakteristik bozunma enerjisinin sabit (büyük) bir bölümünü taşıdıkları için, beta parçacıklarının yayılmış (sürekli) spektrum karakteristiği yerine ayrı bir enerji spektrumuna sahiptirler. Beta parçacıklarının enerji spektrumu geniş bir tümsek olarak işaretlenirken, dahili olarak dönüştürülmüş elektronların enerji spektrumu tek bir keskin tepe olarak çizilir.

Mekanizma

Elektronun kuantum mekaniksel modelinde, çekirdeğin içinde elektronu bulma olasılığı sıfırdan farklıdır. İç dönüşüm işlemi sırasında, bir iç kabuk elektronunun (genellikle bir elektronun) dalga fonksiyonunun atom çekirdeğinin hacmine nüfuz ettiği söylenir. Bu gerçekleştiğinde, elektron, ilk olarak bir ara gama ışını üretilmeden, çekirdeğin uyarılmış bir enerji durumuna bağlanabilir ve nükleer geçişin enerjisini doğrudan alabilir. Yayılan elektronun kinetik enerjisi, çekirdekteki geçiş enerjisinin eksi elektronun atoma bağlanma enerjisine eşittir.

Çoğu iç dönüşüm (IC) elektronu K kabuğundan (1s durumu) gelir, çünkü bu iki elektron çekirdek içinde olma olasılığı en yüksektir. Bununla birlikte, L, M ve N kabuklarındaki s durumları (yani, 2s, 3s ve 4s durumları) da nükleer alanlara bağlanabilir ve bu kabuklardan (L veya M veya N iç dönüşüm olarak adlandırılır) IC elektron püskürtmesine neden olabilir.). Çeşitli çekirdekler için K-kabuğunun diğer L, M veya N kabuk iç dönüşüm olasılıklarına oranları hazırlanmıştır.

S elektronunun atomik bağlanma enerjisini aşan bir enerji miktarı, elektronu IC ile sonuçlanacak şekilde atomdan çıkarmak için o elektrona sağlanmalıdır; yani çekirdeğin bozunma enerjisi belirli bir eşiğin altında ise iç dönüşüm gerçekleşemez. Bozunma enerjisinin bir 1s (K kabuğu) elektronunu dönüştürmek (atmak) için yeterli olmadığı birkaç radyonüklit vardır ve bu çekirdeklerin, iç dönüşümle bozunması için, elektronları L veya M veya N kabuklarından fırlatarak (yani, 2s, 3s veya 4s elektronlarını fırlatarak) bozmaları gerekir, çünkü bu bağlanma enerjileri daha düşüktür.

S elektronları, yörüngesel açısal momentumlu elektronlara kıyasla üstün nükleer penetrasyonları nedeniyle IC süreçleri için daha olası olsa da, spektral çalışmalar p elektronlarının (L ve daha yüksek kabuklardan) ara sıra IC işleminde atıldığını göstermektedir.

IC elektronu gönderildikten sonra, atom, elektron kabuklarından birinde, genellikle iç kısımda bir boşluk bırakılır. Bu delik, daha yüksek kabuklardan birinden gelen bir elektronla doldurulacak ve bu da başka bir dış elektronun yerini doldurmasına neden olarak bir kaskad oluşturacaktır. Sonuç olarak, atomdaki kalan elektronlar boşlukları doldurmak için aşağı doğru ilerlerken, bir veya daha fazla karakteristik X-ışını veya Auger elektronu yayılacaktır.