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Qu’est-ce que la théorie de la conversion interne – Définition

Théorie de la conversion interne. Dans le modèle mécanique quantique de l’électron, il y a une probabilité finie de trouver l’électron dans le noyau. Dosimétrie des rayonnements
Conversion interne - ICE plus Auger
Conversion interne suivie d’une émission d’électrons Auger.

Théorie de la conversion interne

La conversion interne est un processus électromagnétique, par lequel un état nucléaire excité se désintègre par l’ émission directe de l’un de ses électrons atomiques . La conversion interne entre en compétition avec l’émission gamma , mais dans ce cas, les champs électromagnétiques multipolaires du noyau n’entraînent pas l’émission d’un rayon gamma, mais les champs interagissent directement avec les électrons atomiques. Contrairement à la désintégration bêta , qui est régie par une force faible , l’ électron est émis par l’atome radioactif, mais pas par le noyau. Pour cette raison, la conversion interne est possible chaque fois que la désintégration gamma est possible, sauf dans le cas où l’atome est entièrement ionisé.

Dans le modèle mécanique quantique de l’électron, il y a une probabilité finie de trouver l’électron dans le noyau. Pendant le processus de conversion interne, la fonction d’onde de l’électron de la coque K (électron de la coque interne) devrait pénétrer le volume du noyau atomique. À noter que les rayons nucléaires typiques sont de l’ordre de 10 à 14 m. Dans ce cas, l’électron peut se coupler à un noyau excité et prendre directement l’énergie de la transition nucléaire, sans rayon gamma intermédiaire . Par conséquent, la plupart des électrons de conversion internes(ICE) proviennent de la coque K, car ces électrons ont la plus forte probabilité d’être dans le noyau. Cependant, les états s dans les obus L, M et N peuvent également se coupler aux champs nucléaires et provoquer des éjections de glace de ces obus.

L’énergie de l’électron de conversion interne (ICE) est l’énergie de transition , transition E , moins l’énergie de liaison de l’électron orbital, E b.e. , comme:

Par exemple, 203 Hg est un nucléide radioactif bêta, qui produit un spectre bêta continu avec une énergie maximale de 214 keV. Cette décroissance produit un état excité du noyau fille 203 Tl, qui se désintègre ensuite très rapidement (~ 10 -10 s) jusqu’à son état fondamental en émettant un rayon gamma d’énergie de 279,2 keV ou un électron de conversion interne . Si nous analysons un spectre de particules bêta, nous pouvons voir le spectre continu typique de particules bêta ainsi que des pics étroits à des énergies spécifiques . Ces pics sont produits par des électrons de conversion interne (ICE). Depuis l’ énergie de liaison des électrons K en 203Tl s’élève à 85,5 keV, la ligne K a une énergie de:

e (K) = 279,2 – 85,5 = 194 keV

En raison des énergies de liaison moindres, les lignes L et M ont des énergies plus élevées. Étant donné que le processus de conversion interne peut interagir avec l’un des électrons orbitaux, le résultat est un spectre d’électrons de conversion interne qui sera considéré comme superposé au spectre d’énergie électronique de l’émission bêta. Ces intensités relatives de ces pics ICE peuvent fournir des informations sur le caractère électrique multipolaire du noyau et sur le processus de décroissance.

Référence spéciale: Kenneth S. Krane. Introduction à la physique nucléaire, 3e édition, Wiley, 1987, ISBN 978-0471805533

Electrons de conversion interne - spectre

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