Унутраная канверсія: Розніца паміж версіямі

{{Ядзерная фізіка}}{{Ядзерныя працэсы}}'''Унутраная конве́рсия'''канверсія (ад латулац. . conversio  — зваротак, кручэнне, ператварэнне, змяненне)  — [[Фізіка|фізічная з'ява]], якоеякая заключаецца ў томтым, што пераход [[Атамнае ядро|атамнага ядра]] з возбуждённогоузбуджанага изомерногоізамернага стана ў стан з меншай энергіяй (ці асноўны стан) осуществляетсяужыццяўляецца шляхам перадачы высвобождаемойвызвалянай пры пераходзе энергіі непасрэдна аднаму з [[Электрон|электронов]]электронаў гэтага [[Атам|атама.]]<ref name="ФЭ">{{Кніга|год=1990|том=2. Добротность — Магнитооптика|isbn=5-85270-061-4}}</ref><ref name="bse">[http://bse.sci-lib.com/article063694.html «Конверсия внутренняя» в БСЭ]</ref><ref name="nuclphys">[http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/023.htm «Внутренняя конверсия» на сайте НИИЯФ МГУ]</ref> Такім вобразам, у выніку гэтай з'явы испускаетсявыпускаецца не [[Гама-выпраменьванне|γ-квант]], а гэтак называемыйзваны ''канверсійны электрон'', кінетычная энергія якога равнароўная рознасці між энергіяй ядзернага изомерногоізамернага перахода і [[Энергія|энергіяй]] сувязі электрона на той абалонцы, з якой ён быў испущенвыпушчаны (у залежнасці ад гэтага различаютадрозніваюць K-, L-, M- і інш. электроны). Акрамя таго, невялікая дзель энергіі (сотыя ці тысячныя дзелі працэнта) перадае самаму атаму ў выніку эфекту аддачы.

Каштуе падкрэсліць, што испускаемыйвыпусканы канверсійны электрон не являетсяз'яўляецца [[Бэта-часціца|бэта-часціцай]], бо ў выніку ўнутранай канверсіі не адбываецца змяненні зараду атамнага ядра. Спектр испущенныхвыпушчаных канверсійных электроновэлектронаў заўжды являетсяз'яўляецца лінейчастым ввидуз прычыны іх моноэнергетичности з-за прывязкі кда канкрэтнай электроннай абалонцы, у #той час як спектр электроновэлектронаў бэта-распаду являетсяз'яўляецца бесперапынным (з-за таго, што пры [[Бэта-распад|бэта-распадзе]] энергія распределяетсяразмяркоўваецца між электрономэлектронам і электронным [[Нейтрына|антинейтрино]]антынейтрынам).

Упершыню радрады [[Дыскрэтнасць|дыскрэтных]] ліній у спектры размеркаванні [[Скорасць|скарасцей]] электроновэлектронаў, испускаемыхвыпусканых пры бэта-распадзе, быў ля у1909—1910 1909—1910 гг. [[Адольф Баер|Байером]]Баерам, [[Ота Ган|Ганом]] і [[Лізэ Майтнер|Мейтнер]], бэта, якімі направілі-электроны (пасля раздзялення ў [[Магнітнае поле|магнітным поле]]падлозе) на фотапласцінку. Аднак яны не здолелі выявіць бесперапыннага фону электроновэлектронаў [[Бэта-распад|бэта-распаду.]] Наяўнасць фону смогзмог зарэгістраваць уля 1914 году [[Джэймс Чэдвік|Джэймс Чедвик]]<ref name="ufn33">{{Артыкул|год=1933}}</ref>Чэдўік.

Практычна адначасова з гэтым РезерфордРэзерфорд, РобинсонРобінсан (англанг.  H. Robinson) і РаулинсонРоўлінсан ([[Англійская мова|англанг.]]  W. T. Rowlinson) выявілі, што гамагаму-промні, испускаемыевыпусканыя спрэчкі [[Радыеактыўны распад|радиоактивномрадыеактыўным распадзе]], способныздольныя вырыватьвыдзіраць з [[Металы|металічных]] пласцінак электроны, обладающиешто валодаюць дыскрэтнымі скарасцямі. Таму [[Эрнэст Рэзерфорд|Резерфорд]] высказалвыказаў здагадка аб тым, што дыскрэтныя лініі ў спектры бэта-промняў належаць другасным электронам, вырваннымвыдраным [[Гама-выпраменьванне|гамагаму-промнямі]], испускаемымивыпусканымі ядром, з электронных абалонак атама. Пасля гэтая з'ява атрымала назву ўнутранай канверсіі. Такім вобразам, непасрэдна электронамиэлектронамі бэта-распаду являютсяз'яўляюцца электроны бесперапыннай бэта-спектра, што пасля было работамі ЭллисаЭліса ([[Англійскаяанг. мова|англ.]] C. D. Ellis) і ВустераВустара ([[Англійская мова|англанг.]]  W. A. Wooster).

Перадача энергіі электрону адной з электронных абалонак возможнамагчыма дзякуючы томутаму, што [[Хвалевая функцыя|хвалевыя функцыі]] ядра і ніжніх атамных абалонак перекрываютсяперакрываюцца (што означаетазначае канечную [[Імавернасць|верагоднасць]] знаходжання электрона s-орбиталиарбіталі уў ядры). Працэс перадачы энергіі можна прадставіць у відзе выпусканні ядром [[Гама-выпраменьванне|гамагаму-кванта]] (як правідла, виртуальноговіртуальнага) і паглынанні гэтага кванта электрономэлектронам атамнай абалонкі, у выніку чагочага электрон покидаетпакідае атам.

Прысутнасць у гэтым механізме виртуальноговіртуальнага гамагаму-кванта позволяетдазваляе растлумачыць магчымасць пераходаў між ядзернымі станамі са [[Спін|спінамі]], равнымироўнымі нулю. У такіх пераходах выпусканне гамагаму-квантаў абсалютна і пераход ядра адбываецца альбоальба шляхам унутранай канверсіі (пры гэтай перадача энергіі электрону осуществляетсяўжыццяўляецца менавіта виртуальнымвіртуальным гамагаму-квантам), альбоальба выпраменьваннем двух гамагаму-квантаў са сумарнай энергіяй, равнойроўнай энергіі ядзернага перахода (двухфотоннымдвухфатонным пераходам).

Найбольшую верагоднасць имеетмае працэс унутранай канверсіі электроновэлектронаў K-абалонкі (орбитальарбіталь 1s). Пасля выпускання электрона уў выніку ўнутранай канверсіі вакансія, якая ўтварылася заполняетсязапаўняецца электрономэлектронам з больш высокай атамнай орбиталиарбіталі, у выніку чагочага назіраецца выпусканне характарыстычнага [[Рэнтгенаўскае выпраменьванне|рэнтгенаўскага выпраменьвання]] і/ці [[Эфект Ажэ|оже-электронов]]электронаў.

Верагоднасць унутранай канверсіі па адносіне кда верагоднасці перахода з выпусканнем гамагаму-кванта характарызуецца поўным ''каэфіцыентам унутраных канверсіі'', які определяетсявызначаецца уў відзе адносіны интенсивностиінтэнсіўнасці плыні канверсійных электроновэлектронаў кда интенсивностиінтэнсіўнасці гамагаму-выпраменьванні длядоўжачы дадзенага ядзернага перахода. ДляДоўжачы вызначэння парцыяльных каэфіцыентаў унутранай канверсіі для электроновэлектронаў K-, L-, M-…абалонак у адносіне используютскарыстаюць интенсивностиінтэнсіўнасці плыні канверсійных электроновэлектронаў дадзенае электроннай абалонкі. Такім вобразам, поўны каэфіцыент унутранай канверсіі равенроўны суметорбе парцыяльных:

Разлікі каэфіцыента ўнутранай канверсіі праводзяць метадамі [[Квантавая тэорыя поля|квантавай тэорыі поля]]палі з учотам экранавання зараду ядра электронамиэлектронамі іншых абалонак атама і канечных размераў ядра. Каэфіцыент унутранай канверсіі изменяетсязмяняецца уў шырокіх межах (103—10−4) у залежнасці ад энергіі і мультипольностимультыпольнасці ядзернага перахода, а таксама ад зараду ядра і ад абалонкі, на якой адбываецца ўнутраная канверсія. Ён цемрадзяў больш, чым менш энергія перахода, чым вышэй ягояга мультипольностьмультыпольнасць і чым больш зарад ядра (у першым набліжэнні Z3). ~У слабых ступені (0,1—1  %) каэфіцыент унутранай канверсіі таксама залежыць і ад структуры ядра.

Параўнанне эксперыментальнае измеренныхвымераных і тэарэтычна рассчитанныхвылічаных каэфіцыентаў унутранай канверсіі являетсяз'яўляецца адным з асноўных метадаў вызначэння мультипольностей пераходаў і квантавых характарыстык (спінаў і чётностейцотнасцяў) ядзерных [[Спін|станаў]].

Калі энергія ядзернага перахода превышаетперавышае удвоеную энергію покоясупакою электрона (<span style="white-space: nowrap; font-family: times, serif, palatino linotype, new athena unicode, athena, gentium, code2000; font-size: 120%;">''E'' > 2''m_ec''</span>2mec = 1,022 [[Электронвольт|МэВ]] 2mec = 1,022 ), тады можа адбывацца адукацыя электрон-пазітронных парпара (гэтак называемаязваная ''парнаяпарыльня канверсія''), верагоднасць якой у адрозненне ад ''унутранай канверсіі'' на электронах расце з ростамузростам энергіі ядзернага перахода і ўпадае з павелічэннем ягояга мультипольностимультыпольнасці. У гэтай аказіі спектры кінетычнай энергіі образующихсяякія электроновўтвараюцца электронаў і пазітронаў являютсяз'яўляюцца бесперапыннымі, аднак сумарная [[кінетычная энергія]] электрона і пазітрона фиксированафіксавана і равнароўная рознасцi энергіі ядзернага перахода і энергіі, затраченнойвыдаткаванай на нараджэнне электрон-пазітроннай пары.

Не следуеттрэба смешиватьзмешваць паняцця ўнутранай канверсіі і ''[[Фотаэфект|фотаэлектрычнага эфекту]]'', у выніку якога таксама адбываецца выпусканне электроновэлектронаў рэчывам пад уздзеяннем электрамагнітнага выпраменьвання. Іх адрозненне складаецца ў томтым, што спрэчкі ўнутранай канверсіі гамагаму-квант, энергію, які перадае электрону, являетсяз'яўляецца ''виртуальным''віртуальным і испускаетсявыпускаецца ядром таго атама, у абалонцы якога знаходзіць электрон.

Адукацыя оже-электроновэлектронаў, якія могуць появлятьсяз'яўляцца уў тым ліку і пасля ўнутранай канверсіі, адбываецца па схожемупадобнаму з унутранай канверсіяй механізму, калі избыточнаянадмерная энергія (появившаясяякая уз'явілася ў выніку перахода электрона з больш высокага электроннага ўзроўню на нижележащийніжэйлеглы для запаўнення вакансіі) перадае аднаму з электроновэлектронаў (смгл. [[Эфект Ажэ|эфект]] Оже). Адрозненне між выпраменьваннем оже-электроновэлектронаў і ўнутранай канверсіяй складаецца ў томтым, што ў першай аказіі энергія, уносимаяякая электрономзносіцца электронам, перадае яму ад возбуждённойўзбуджанай электроннай абалонкі атама, а ў другойіншы аказіі  — ад возбуждённогоўзбуджанага ядра.