اصطياد إلكترون

[[ملف:Elektroneneinfang (2 Phasen).png|thumb|اصطياد النواة الذرية لأحد إلكترونات الغلاف-K .]] '''اصطياد إلكترون''' في [[الفيزياء]] (بالإنجليزية: Electron Capture) هو أحد أنواع [[نشاط إشعاعي|النشاط الإشعاعي]] للعناصر غير مستقرة ، وعن طريق اصطياد إلكترون تصل [[نواة الذرة]] إلى حالة نواة مستقرة ، وذلك عن طريق اصتيدها لأحد [[إلكترون|لكتروناتها]] الموجودة في مدار قريب منها وابتلاعه . تنبأ الفيزيائي [[الياباني]] [[يوكاوا هيديكي]] عن إمكانية النواة الذرية لامتصاص أحد إلكتروناتها نظريا عام 1935 ثم اكتشفة [[لويس ألفاريز]] عمليا عام 1937 عند دراسته للجاليوم-67. وتتم عملية اصطياد [[نواة الذرة|النواة الذرية]] لأحد [[إلكترون|إلكتروناتها]] عن طريق [[تآثر ضعيف|التآثر الضعيف]] وتنتمي العملية إلى [[تحلل بيتا]]. وتتحول النواة إلى نواة ابنة بها نفس عدد [[نوكليون|النيوكليونات]] كما يحدث في [[تحلل بيتا|تحلل بيتا (+)]] . == وصفه == مثلما في [[تحلل بيتا| تحلل بيتا(+)]] يحافظ اصطياد الإلكترون على الشحنة عن طريق تحول أحد [[بروتون|البروتونات]] إلى [[نيوترون]] وإصدار [[نيوترينو]] ، حيث لا يتغير مجموع البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية . وخلال تلك العملية تكتسب النواة [[كتلة سكون|طاقة السكون]] للإلكترون الذي اغتنمته، طبقا للتفاعل : : $\backslash mathrm\{p\}+\; \backslash mathrm\{e\}^-\; \backslash rightarrow\backslash mathrm\{n\}\; +\; \{\backslash nu\}\_e$ حيث : : p البروتون : e الإلكترون : n النيوترون : $\{\backslash nu\}\_e$ [[نيوترينو]]. وتتميز إلكترونات الغلاف الذري K بأكبر احتمال لتواجدها قريبة من [[نواة الذرة|النواة ]] ، ولذلك يكون اصطياد النواة لأحد إلكترونات الغلاف الذري تكون بنسبة 90 % من الغلاف (التحتي) K . ولذلك يسمى هذا النوع للاصتياد "اصطياد-K-Capture "K . أما اصطياد إلكترونا من الغلاف-L أو الغلاف-M (وهما أعلى من الغلاف-K ) ، فيكون احتمالهما أقل. وعند تحول النواة بهذه الطريقة فهي تطلق الطاقة الزائدة فيها وذلك عن طريق إعطائها للنيوترينو في هيئة [[طاقة حركة]] وقد يكون ذلك جزئيا. ولهذا تكون الطاقة القصوى التي ينطلق بها النيوترينو من النواة مساوية لطاقة الربط Binding energy للإلكترون الذي اصتادته [[نواة الذرة|النواة]] . وقد تعطي النواة الجديدة {daughter nucleus} للنيوترينو جزءا من الطاقة الزائدة وتحتفظ بجزء منها وتبقى النواة في حالة إثارة. ويتميز هذا التصرف أن النيوترينوات المنطلقة من عدة أنوية يكون لكل منها طاقة غير الآخر ، وذلك بحسب جزء الطاقة التي احتفظت النواة . وعندما تتخلص النواة المثارة من طاقة الإثارة فهي تصدرها في هيئة [[أشعة جاما|شعاع جاما]] وتصبح هي في الحالة الأرضية المستقرة. عندما يُلتقط الإلكترون من مداره في الغلاف-K من النواة فإنه يترك ورائة مكانا خاليا في الغلاف-K ولا تستطيع الذرة البقاء على هذا الحال ، فيقفز أحد الإلكترونات من المدارات العليا لشغر المكان الخالي من الإلكترون الذي اصتادته النواة ، ويكون ذلك مصحوبا بإصدار [[إلكترون|الإلكترون]] الساقط من مدار علوي [[أشعة جاما|لشعاع جاما]] . == احتمالية اصطياد الإلكترون == بينما يعتمد [[تحلل بيتا]] على حالة نواة الذرة نفسها ، فإن اصطياد النواة للإلكترون تعتمد على حالة النواة وأيضا حالة الغلاف الإلكتروني ، وبصفة خاصة على احتمال تواجد إلكترون قريبا جدا من النواة . ولذلك يتغير احتمال تحلل النواة الذرية بطريق اصطياد الإلكترون بحسب نوع الرباط الكيميائي للذرة . وقد تبين من التجارب تغييرات في [[عمر النصف]] في حدود 1 % للتحلل عن طريق اصطياد إلكترون . G. T. Emery, Perturbation of Nuclear Decay Rates, ''Annu. Rev. Nucl. Sci.'' 22 (1972) S. 165-202 == امثلة == التحلل بطريق اصطياد إلكترون إلى جانب [[تحلل بيتا]] $\backslash beta^\{+\}$: :$\backslash mathrm\{\{\}^\{26\}\_\{13\}Al\}+\backslash mathrm\{e\}^-\; \backslash rightarrow\backslash mathrm\{\{\}^\{26\}\_\{12\}Mg\}+\{\backslash nu\}\_e$ :$\backslash mathrm\{\{\}^\{59\}\_\{28\}Ni\}+\backslash mathrm\{e\}^-\; \backslash rightarrow\backslash mathrm\{\{\}^\{59\}\_\{27\}Co\}+\{\backslash nu\}\_e$ ويوجد نظير البوتاسيوم-40 ، وهو يتميز بأنه يتحلل بثلاثة طرق : [[تحلل بيتا]] $\backslash beta^\{-\}$ و تحلل بيتا $\backslash beta^\{+\}$ إلى جانب اصطياد إلكترون: 1) اصطياد إلكترون ، يتحول [[البوتاسيوم]] إلى [[أرجون (عنصر)|أرجون ]]Ar ، نسبة التحلل 11 %: :$\backslash mathrm\{\{\}^\{40\}\_\{19\}K\}+\backslash mathrm\{e\}^-\; \backslash rightarrow\backslash mathrm\{\{\}^\{40\}\_\{18\}Ar\}+\{\backslash nu\}\_e\; \backslash quad\; \backslash mathrm\{(\; Anteil:\backslash \; 11\backslash ,\%)\}$ 2) [[تحلل بيتا]] $\backslash beta^\{-\}$ ،يتحول البوتاسيوم إلى [[الكالسيوم]] Ca ، نسبة التحلل 89 %: :$\backslash mathrm\{\{\}^\{40\}\_\{19\}K\}\; \backslash rightarrow\backslash mathrm\{\{\}^\{40\}\_\{20\}Ca\}+\backslash mathrm\{e\}^-\; +\backslash overline\{\{\backslash nu\}\_e\}\; \backslash quad\; \backslash mathrm\{(Anteil:\backslash \; 89\backslash ,\%)\}$ 3) تحلل بيتا $\backslash beta^\{+\}$ ، نسبة التحلل 001و0 %: :$\backslash mathrm\{\{\}^\{40\}\_\{19\}K\}\backslash rightarrow\backslash mathrm\{\{\}^\{40\}\_\{18\}Ar\}+\backslash mathrm\{e\}^+\; +\{\backslash nu\}\_e\; \backslash quad\; \backslash mathrm\{(Anteil:\backslash \; 0\{,\}001\backslash ,\%)\}$ ويؤثر الرباط الكيميائي على معدل اصطياد النواة لإلكترون تأثيرا طفيف في حدود أقل من 1% ،وهذا يعتمد على الذرات المجاورة . وعلى سبيل المثال يبلغ هذا التغير نحو 9و0 % في تحلل البيريليوم-7 وقد شوهد ذلك في [[عمر النصف ]] لمعدن البيريليوم و في حالة ارتباطة في مادة عازلة. [http://www.springerlink.com/content/6159nj734576136u/ B.Wang et al., Euro. Phys. J. A 28, 375-377 (2006) Change of the ⁷Be electron capture half-life in metallic environments] وهذا يعتبر تأثير كبير نسبيا ، ويعزى ذلك إلى أن [[ذرة]] [[البيريليوم]] من الذرات الصغيرة التي تكون إلكترونات تكافؤها قريبة من النواة . وعبر [[عنصر كيميائي|العناصر ]] الموجودة في منتصف [[الجدول الدوري]] و بالتالي في منتصف [[جدول النظائر]] تكون النظائر الأخف من نظائرها المستقرة تميل إلى التحلل عن طريق اصطياد إلكترون ، بينما يميل النظير الذي هو أثقل من نظيره المستقر للتحلل عن طريق [[تحلل بيتا]]$\backslash beta^\{-\}$ . == انظر أيضا == * [[تحلل بيتا]] * [[تحلل ألفا]] * [[جدول النظائر]] * [[دورة CNO]] * [[جسيم بيتا]] * [[تفاعل نووي]] {{تقانة نووية}} [[تصنيف:نشاط إشعاعي]] [[تصنيف:فيزياء نووية]] [[de:Elektroneneinfang]] [[ast:Captura electrónica]] [[ca:Captura electrònica]] [[en:Electron capture]] [[eo:Elektrona kapto]] [[es:Captura electrónica]] [[eu:Elektroi-harrapaketa]] [[fa:گیراندازی الکترون]] [[fi:Elektronisieppaus]] [[fr:Capture électronique]] [[he:לכידת אלקטרון]] [[it:Cattura elettronica]] [[ja:電子捕獲]] [[ko:전자 포획]] [[nds:Elektroneninfang]] [[nl:Elektronenvangst]] [[pl:Wychwyt elektronu]] [[pt:Captura eletrônica]] [[ru:Электронный захват]] [[sl:Zajetje elektrona]] [[sr:Електронски захват]] [[sv:Elektroninfångning]] [[th:การจับยึดอิเล็กตรอน]] [[tr:Eksicik yakalanması]] [[zh:电子捕获]]

المراجع

http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D8%B5%D8%B7%D9%8A%D8%A7%D8%AF_%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86

التصانيف

نشاط إشعاعي  فيزياء نووية