O que é a teoria da conversão interna – Definição

Teoria da conversão interna. No modelo mecânico quântico do elétron, há uma probabilidade finita de encontrar o elétron dentro do núcleo. Dosimetria de Radiação
Conversão interna - ICE plus Auger
Conversão interna seguida por emissão de elétrons Auger.

Teoria da conversão interna

A conversão interna é um processo eletromagnético, pelo qual um estado nuclear excitado decai pela emissão direta de um de seus elétrons atômicos . A conversão interna compete com a emissão gama , mas, neste caso, os campos multipolares eletromagnéticos do núcleo não resultam na emissão de um raio gama; em vez disso, os campos interagem diretamente com os elétrons atômicos. Ao contrário do decaimento beta , que é governado por uma força fraca , o elétron é emitido pelo átomo radioativo, mas não pelo núcleo. Por esse motivo, a conversão interna é possível sempre que o decaimento gama é possível, exceto no caso em que o átomo está totalmente ionizado.

No modelo mecânico quântico do elétron, há uma probabilidade finita de encontrar o elétron dentro do núcleo. Durante o processo de conversão interna, diz-se que a função de onda do elétron da concha K (elétron da concha interna) penetra no volume do núcleo atômico. Observe que raios nucleares típicos são da ordem de 10 a 14 m. Nesse caso, o elétron pode acoplar-se a um núcleo excitado e absorver diretamente a energia da transição nuclear, sem um raio gama intermediário . Portanto, a maioria dos elétrons de conversão internos(ICE) provêm da camada K, pois esses elétrons têm a maior probabilidade de estar dentro do núcleo. No entanto, os estados s nos reservatórios L, M e N também são capazes de acoplar aos campos nucleares e causar ejeção de ICE desses reservatórios.

A energia interna do elétron de conversão (ICE) é a energia de transição , transição E , menos a energia de ligação do elétron orbital, E b.e. , Como:

Por exemplo, 203 Hg é um nuclídeo beta radioativo, que produz um espectro beta contínuo com energia máxima de 214 keV. Esse decaimento produz um estado excitado do núcleo filha 203 Tl, que decai muito rapidamente (~ 10-10 s) para o seu estado fundamental, emitindo um raio gama de energia 279,2 keV ou um elétron de conversão interno . Se analisarmos um espectro de partículas beta, podemos ver o espectro contínuo típico de partículas beta, bem como picos estreitos em energias específicas . Esses picos são produzidos por elétrons de conversão interna (ICE). Desde a energia de ligação dos elétrons K em 203Tl atinge 85,5 keV, a linha K tem uma energia de:

e (K) = 279,2 – 85,5 = 194 keV

Devido às energias de ligação menores, as linhas L e M têm energias mais altas. Como o processo de conversão interna pode interagir com qualquer um dos elétrons orbitais, o resultado é um espectro de elétrons de conversão interna que será visto como sobreposto ao espectro de energia eletrônica da emissão beta. Essas intensidades relativas desses picos de ICE podem fornecer informações sobre o caráter multipolar elétrico do núcleo e sobre o processo de decaimento.

Referência especial: Kenneth S. Krane. Física Nuclear Introdutória, 3a Edição, Wiley, 1987, ISBN 978-0471805533

Elétrons de conversão interna - espectro

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