interne conversie

interne conversie is een ander elektromagnetisch proces dat in de kern kan optreden en dat concurreert met gammastraling. Soms interageren de multipool elektrische velden van de kern met orbitale elektronen met genoeg energie om ze uit het atoom te werpen. Dit proces is niet hetzelfde als het uitzenden van een gammastraal die een elektron uit het atoom slaat. Het is ook niet hetzelfde als beta-verval, omdat het uitgestoten elektron eerder een van de orbitale elektronen was, terwijl het elektron in beta-verval wordt geproduceerd door het verval van een neutron.

een door Krane gebruikt voorbeeld is dat van 203Hg, dat vervalt tot 203Tl door bètaemissie, waardoor de 203Tl in een elektromagnetisch opgewonden toestand blijft. Het kan overgaan tot de grond staat door het uitzenden van een 279.190 keV gammastraal, of door interne conversie. In dit geval is de interne conversie waarschijnlijker. Aangezien het interne conversieproces kan interageren met een van de orbitale elektronen, is het resultaat een spectrum van interne conversieelektronen dat zal worden gezien als gesuperponeerd op het elektronenenergiespectrum van de bètaemissie. De energieopbrengst van deze elektromagnetische overgang kan worden genomen als 279.190 keV, dus de uitgeworpen elektronen hebben die energie minus hun bindingsenergie in het 203Tl dochteratoom.

het bovenstaande diagram is natuurlijk alleen conceptueel en niet op schaal aangezien de kernstraal van thallium is gemodelleerd naar ongeveer 0, 7×10-14 m en de straal van het atoom ongeveer 1 is.76×10-10m, een factor van ongeveer 25.000 groter! En natuurlijk zijn de planetaire banen van de elektronen onrealistisch omdat de golfeigenschappen van de elektronen leiden tot ladingsverdelingen die een eindige kans geven dat het K-elektron zoals hierboven getoond zich daadwerkelijk in de kern zal uitbreiden zodat de kern ermee kan interageren en zijn overtollige energie kan overdragen. Een onderzoek van de elektronendistributie voor het eenvoudigste atoom, waterstof, kan het perspectief geven dat het elektron een kleine maar eindige kans heeft om zich in de kern uit te breiden. Uit de tabel van bindingsenergieën hieronder, kan je zien dat de bindingsenergie van het K-shell elektron meer dan 85.000 elektronvolt is vergeleken met 13,6 eV voor het waterstofelektrontje, of meer dan 6000 keer groter.

Elektronenemissies van het verval van Hg-203 tot TL-203, gemeten door A. H. Wapstra, et al., Physica 20, 169 (1954).

bij een nog hogere resolutie kunnen de drie l-shells worden opgelost. Van C. J. Herrlander en R. L. Graham, Nucl. Phys. 58, 544 (1964).

De resolutie van de elektronendetectie is voldoende dat dergelijke interne conversieelektronspectra kunnen worden gebruikt om de bindingsenergieën van de elektronen in zware atomen te bestuderen. In dit geval kunnen de gemeten elektronenenergieën worden afgetrokken van de overgangsenergie zoals aangegeven door de gammastraling, 279.190 keV.

naast informatie van de interne omzettingselektronen over de bindingsenergieën van de elektronen in het dochteratoom, kunnen de relatieve intensiteit van deze interne omzettingselektronenpieken informatie geven over het elektrische multipool karakter van de kern.