Konwersja wewnętrzna

konwersja wewnętrzna to inny proces elektromagnetyczny, który może zachodzić w jądrze i konkuruje z emisją gamma. Czasami wielopolowe pola elektryczne jądra oddziałują z orbitalnymi elektronami o wystarczającej energii, aby wyrzucić je z atomu. Proces ten nie jest taki sam jak emitowanie promieniowania gamma, które wyrzuca elektron z atomu. Nie jest to również to samo, co rozpad beta, ponieważ emitowany elektron był wcześniej jednym z orbitalnych elektronów, podczas gdy elektron w rozpadie beta jest wytwarzany przez rozpad neutronu.

przykładem używanym przez Krane jest 203hg, który rozpada się do 203tl przez emisję beta, pozostawiając 203Tl w stanie wzbudzonym elektromagnetycznie. Może przejść do stanu podstawowego emitując 279,190 keV promieniowania gamma lub przez wewnętrzną konwersję. W tym przypadku konwersja wewnętrzna jest bardziej prawdopodobna. Ponieważ proces konwersji wewnętrznej może oddziaływać z dowolnym elektronem orbitalnym, rezultatem jest widmo elektronów konwersji wewnętrznej, które będzie postrzegane jako nałożone na widmo energii elektronów emisji beta. Wydajność energetyczna tego przejścia elektromagnetycznego można przyjąć jako 279,190 keV, więc wyrzucone elektrony będą miały tę energię minus energia wiązania w atomie córki 203tl.

powyższy diagram jest oczywiście tylko koncepcyjny i nie skaluje się, ponieważ promień jądrowy talu jest modelowany na około 0, 7×10-14 m, a promień atomu wynosi około 1.76×10-10M, współczynnik około 25 000 większe! I oczywiście orbity planetarne elektronów są nierealne, ponieważ właściwości falowe elektronów prowadzą do rozkładów ładunków, które dają skończone prawdopodobieństwo, że elektron K pokazany powyżej faktycznie rozszerzy się wewnątrz jądra, tak że jądro może z nim oddziaływać i przekazywać nadmiar energii. Badanie rozkładu elektronów dla najprostszego atomu, wodoru, może dać perspektywę, że elektron ma małe, ale skończone prawdopodobieństwo rozciągnięcia się do jądra. Z poniższej tabeli energii wiązania widać, że energia wiązania elektronu powłoki K jest ponad 85 000 elektronowoltów w porównaniu do 13,6 eV dla elektronu wodoru, czyli ponad 6000 razy większa.

emisja elektronów z rozpadu Hg-203 do TL-203, mierzona przez A. H. Wapstra i in., Physica 20, 169 (1954).

przy jeszcze wyższej rozdzielczości można rozwiązać trzy powłoki L. Od C. J. Herrlander and R. L. Graham, Nucl. Phys. 58, 544 (1964).

rozdzielczość detekcji elektronów jest na tyle dobra, że takie wewnętrzne widma elektronów konwersji można wykorzystać do badania energii wiązania elektronów w ciężkich atomach. W tym przypadku zmierzone Energie elektronów można odjąć od energii przejścia, jak wskazuje emisja gamma, 279,190 keV.

Binding energies for 203Tl K 85.529 keV LI 15.347 keV LII 14.698 keV LIII 12.657 keV M 3.704 keV

oprócz informacji z wewnętrznej konwersji elektronów o energiach wiązania elektronów w atomie córki, względne intensywności z tych wewnętrznych pików konwersji elektronów może dać informacje o charakterze multipola elektrycznego jądra.