Isótopo que se desintegra cuando se ioniza

Supongo que has leído sobre un isótopo que se descompone a través de la captura de electrones (que es una especie de inversa$\beta$decadencia). Hay bastantes radioisótopos que se descomponen de esta manera, por ejemplo:

En esta desintegración, el núcleo atómico captura uno de los electrones circundantes (generalmente uno de los más internos).$K$caparazón). Por supuesto, este proceso solo puede ocurrir si el átomo o ion tiene al menos un electrón. No puede ocurrir si el ion está completamente ionizado, es decir, no tiene ningún electrón.

Otro fenómeno bastante raro es el estado ligado$\beta^-$decaer _ Aquí, el antineutrino creado toma casi toda la energía de desintegración, y el electrón creado obtiene muy poca energía, por lo que no logra escapar del átomo y, en cambio, se integra en el orbital atómico.

Probablemente haya leído sobre el ion renio completamente ionizado que se descompone rápidamente (con una vida media$32.9$años) por estado ligado$\beta^-$decadencia

mientras que el átomo de renio neutro es casi estable (con vida media$42$mil millones de años)

Este isótopo particular de renio ${}^{187}$Re tiene una muy pequeña$\beta^-$energía de decaimiento (sólo$3$keV). Esta energía (o más precisamente: la parte de energía entregada al electrón, no al antineutrino) no es suficiente para que el electrón escape del átomo neutro. Y no puede encontrar un lugar en la capa porque todas las órbitas electrónicas del átomo ya están ocupadas. Pero cuando el ion está totalmente ionizado (es decir, todos los electrones se han desprendido), entonces la energía es suficiente para que el electrón alcance un orbital electrónico bajo del ion.

Véase también el artículo original de Bosch et al. (1996)
"Observación de Bound-State$\beta^-$Desintegración de Totalmente Ionizado${}^{187}$Re:${}^{187}$Re-${}^{187}$Os Cosmocronometría" .

Estoy casi seguro de que está pensando en el berilio-7, pero ha recordado la condición al revés.

Neutral$\rm^7Be$puede decaer a$\rm^7Li$por captura de electrones, con energía sobre$\rm 860\,keV$. Las desintegraciones por emisión de positrones siempre están desfavorecidas en relación con las desintegraciones por captura de electrones, porque el estado final en el que falta un electrón tiene una masa menor que el estado final en el que se agrega el positrón. Dado que el total$\rm^7Be$la energía de descomposición es menor que la diferencia de masa$2m_\mathrm e = \rm 1022\,keV$, el modo de emisión de positrones está completamente prohibido. El berilio-7 no se encuentra en los minerales de berilio en la Tierra, sino que está completamente ionizado.$\rm^7Be$es un componente estable de los rayos cósmicos.

Una lectura a través de todo el conjunto de datos NNDC encuentra una serie de otros núcleos con captura de electrones$Q$-valores debajo$\rm1\,MeV$, empezando con$\rm^{41}Ca$. Sin embargo, las poblaciones de rayos cósmicos están fuertemente sesgadas hacia el extremo de baja masa de la tabla de isótopos; Solo he oído hablar de que el berilio-7 tiene esta propiedad.

Para la condición que describe, donde un núcleo principal ionizado puede desintegrarse pero el átomo principal neutral es estable, la energía de desintegración tendría que ser menor que la energía de unión de electrones para el átomo hijo. Si ese fuera el caso, el núcleo ionizado podría decaer a un estado ligado de la hija y el electrón beta, con el antineutrino llevándose la energía. Pero el átomo neutro estaría "bloqueado por Pauli" para evitar que se desintegre, con sus electrones enlazados ocupando ya los posibles estados finales para el$\beta^-$.

yo creo que no hay$\beta^-$emisores con energías tan bajas. Si existiera tal desintegración, sería un lugar interesante para tratar de medir la masa del antineutrino electrónico, haciendo espectrometría de masas de precisión en el ion principal y el ion secundario, para compararlo con las mediciones de retroceso en la hija después de la desintegración. . En cambio, esa energía experimental se ha destinado al experimento KATRIN , que analiza el$\beta^-$descomposición de tritio a helio-3, con energía de punto final$\rm17\,keV$.

Sin embargo, como se reveló en los comentarios de otra respuesta, mi creencia era incorrecta . El disprosio-163 neutro es estable frente a$\beta^-$decadencia, con$Q$-valor$\rm-2.6\,keV$; el artículo vinculado observa la desintegración beta del núcleo desnudo. El próximo candidato sería$\rm^{148}Eu$, con$Q$-valor$\rm-27\,keV$.