Desintegración del isótopo Cobalt-60

¿Cómo ocurre la desintegración gamma del cobalto-60?

Motivación: un equipo de investigación dirigido por D. Habs contribuyó a nuestra comprensión de la descomposición gamma de Ca-40 y Zr-90: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v53/i20/p1897_1 . No necesita poseer este artículo para responder, pero ¿alguien tiene alguna idea de cómo describir un proceso similar para Cobalt-60?

Para aquellos de ustedes que no tienen el artículo, estoy preguntando sobre el fondo de perturbación durante la desintegración gamma de Cobalt-60.

El documento que vincula parece ser un documento experimental con alguna interpretación. Como tal, usar la misma técnica para otro isótopo significa volver a ejecutar el experimento... consulte a los autores en Inspire para ver si ya lo han hecho. (La pestaña de "artículos citados" no muestra que nadie haya seguido con un artículo similar para Co-60.) Hmmm... también de 1984. Es de suponer que ha habido algún seguimiento teórico, pero el artículo se cita a la ligera.
Una de las citas es un artículo de revisión de 2004: doi:10.1238/Physica.Regular.069a000C1 , que no menciona el Co-60. No prometedor.
Entonces, ¿no hay forma de predecir teóricamente o describir conceptualmente la doble descomposición gamma del cobalto 60? ¿Alguien puede dar más detalles sobre lo que significa la doble descomposición gamma en este contexto porque parece ser inevitable al enfrentar el problema de cómo se desintegra el cobalto-60?
No lo sé, pero el documento que vincula no parece ser un buen punto de partida para buscar la respuesta que desea. Tampoco los papers que lo citan a su vez.
Observo que el Jp de Co-60 es 5+ y su decaimiento predominante es β − a Ni-60 con un Jp de 0+ . Eso es un gran cambio de momento angular. Demasiado para ser abarcado con solo el giro de un electrón y un fotón (o incluso β γ γ ), por lo que debe haber algún reordenamiento nuclear allí.
Lo siento James, pero como otros, creo que tu "motivación" está mal. El artículo que menciona es solo un artículo experimental que mide la descomposición de Ca y Zr; realmente no trae una "comprensión" (comprensión teórica) del proceso, incluso para Ca y Zr. Entonces, parece extraño que quiera tener "lo mismo" para Co si no lo tiene incluso para sus ejemplos más simples (?), Ca y Zr.

Respuestas (1)

El documento que cita describe las desintegraciones en calcio-40 y circonio-90 por emisión de dos fotones a la vez. Ambos nucleidos tienen un primer estado excitado con paridad de espín. 0 + , lo mismo que su estado fundamental. Dado que un solo fotón debe llevarse al menos una unidad de espín, estas excitaciones no pueden decaer por la emisión de un fotón. En su mayoría, se desintegran emitiendo un fotón "virtual", que produce un par positrón-electrón real en el campo del núcleo. El documento que ha vinculado mide un modo raro en el que se producen dos fotones reales y una observación sorprendente de que en la doble descomposición mi Los fotones de tipo se producen a la misma velocidad que METRO -tipo fotones. Por lo general, en las desintegraciones nucleares, las transiciones de dipolo magnético se suprimen en comparación con las transiciones de dipolo eléctrico.

Dado que el cobalto-60 tiene paridad de espín en el estado fundamental 5 + , primer estado excitado 2 + , un solo fotón puede mediar en la transición. Ese fotón debe transportar mucho momento angular orbital, además de su giro, por lo que el primer estado excitado del cobalto es un isómero de vida relativamente larga (alrededor de diez minutos).

El cobalto-60 se utiliza como fuente gamma porque decae a un estado excitado del núcleo de níquel-60 , que luego se enfría emitiendo una secuencia, o una "cascada", de fotones. El camino más común parece ser

60 C o ( 5 + ) → 60 norte i ( 4 + ) + β + v ¯ Δ mi = 0.316 METRO mi V 60 norte i ( 4 + ) → 60 norte i ( 2 + ) + γ Δ mi = 1.173 METRO mi V 60 norte i ( 2 + ) → 60 norte i ( 0 + ) + γ Δ mi = 1.332 METRO mi V

Este tipo de cascadas son el pan y la mantequilla de la física nuclear; el papel de descomposición de doble fotón que encontraste es mucho más raro.

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