Elektronisieppaus

Elektronisieppaus eli K-sieppaus on radioaktiivisen alkuaineen hajoamismuoto, jossa ydin sieppaa elektronin muuntamalla protonin neutroniksi. Ilmiötä esiintyy, kun atomiytimessä on protoniylijäämä sekä liian vähän energiaa positronin lähettämiseen ytimestä. Elektronisieppaus on vallitseva beetahajoamisen muoto raskailla alkuaineilla (Z>80), missä sisäkuoren elektronit ovat lähempänä ydintä.

Ilmiön ennusti Gian-Carlo Wick vuonna 1934 ja sen havaitsi ensimmäisen kerran Luis Alvarez vuonna 1937.

Prosessi

Elektronisieppauksessa yksi atomin ydintä elektronipilven K- tai harvemmin L-kuorella kiertävistä elektroneista joutuu ytimeen. Tällöin ytimessä olevasta ylimääräisestä protonista muodostuu neutroni ja elektronin neutriino. Koska neutronilukumäärä kasvaa yhdellä ja protonilukumäärä pienenee vastaavasti, ei massaluvussa tapahdu muutosta. Protonimäärän muuttuminen elektronisieppauksen vuoksi aiheuttaa kuitenkin alkuaineen muuntumisen toiseksi alkuaineeksi. Reaktiossa muodostuva uusi atomiydin on järjestysluvultaan aikaisempaa yhtä pienempi.

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

Esimerkkejä elektronisieppauksesta ovat mm.

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

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

Elektronisieppauksen jälkeen atomi on viritystilassa, joka purkautuu joko röntgensäteilynä, atomin luovuttaessa Augerin elektronin tai molemmilla tavoilla.

Muista radioaktiivisuuden muodoista poiketen atomin kemiallisella sidonnaisuudella on pieni vaikutus elektronisieppauksen tapahtumiseen. Esimerkiksi Beryllium-7:n puoliintumisaika on 0,9 % lyhyempi jos beryllium on metallina kuin jos se on osana molekyyliä.

Lähteet