Ионизация ядра бета-распада вызывает более быстрый распад?

Недавно я прочитал о ядре бета-распада (рений-187), которое физики заставили распадаться быстрее, лишив ядро ​​всех его электронов.

Исходный период полураспада: 42 X 10^9 лет.

«Измененный» период полураспада: 33 года!

Почему это происходит и характерно ли это только для рения-187 или для всех ядер с бета-распадом?

Редактировать: ссылка на статью: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.77.5190

@ Бен Кроуэлл - я не согласен. Это не невероятно. Поскольку процесс распада н → п е ν ¯ , электроны на S-орбиталях могут блокировать конечные состояния по принципу запрета и должны замедлять распад. Их удаление расчистит путь.
@BertBarrois: Ага, это имеет смысл из-за необычно низкой энергии бета-распада.
Как лишить ядро ​​ВСЕХ электронов?

Ответы (1)

К сожалению, у меня нет доступа к платному документу PRL, но я думаю, что комментарий Берта Барруа звучит правильно, поэтому я продолжу и опубликую возможное объяснение в качестве ответа. Возможно, другие, у кого есть доступ к статье или кто может найти другую информацию, могут дать более точные ответы.

Значение Q этого распада необычно низкое и составляет 2,5 кэВ (что, по-видимому, является причиной очень длительного периода полураспада). Более типичные энергии бета-распада находятся в диапазоне МэВ. Энергия K-оболочки в осмии составляет 74 кэВ, и менее тесно связанные орбитали будут снижаться по энергии оттуда до любой энергии ионизации осмия, предположительно порядка 1 эВ.

Таким образом, если 187Re пытается излучать бета-излучение с энергией в диапазоне от 0 до 2,5 кэВ, то бета-излучение излучается с энергией, которая находится как бы в середине диапазона энергетических уровней, занимаемых электронным облаком. Хотя это всего лишь аргумент маханья руками, кажется правдоподобным, как предполагает Берт Барруа, что это препятствует распаду из-за принципа исключения.

Почему это происходит и характерно ли это только для рения 187 или для всех ядер бета-распада?

Если предположить, что это объяснение верно, то этот механизм применим только в очень редких случаях. В большинстве случаев энергии бета-распада составляют порядка МэВ, что по крайней мере на порядок превышает энергии К-оболочек даже в тяжелых элементах.

Имея доступ к платному документу PRL, вы, по сути, правы. Речь идет о бета-распаде в связанном состоянии, когда вместо образования свободного электрона ядро ​​производит электрон на одной из незанятых орбиталей, что, очевидно, возможно только для ионизированного ядра.
Есть несколько таких нуклидов, энергия которых настолько мала, что электронное облако значительно влияет на конечное состояние. Есть легкое ядро ​​(может быть, бериллий-7?), которое неустойчиво к захвату электронов, но не имеет достаточно энергии для создания позитрона. Этот изотоп не встречается на Земле в виде нейтрального атома, но является стабильным ионом в космических лучах.
Ионизация ядра бета-распада вызывает более быстрый распад?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v