Tärkein ero - Positronipäästö vs. elektronin sieppaus

Jotkut luonnossa esiintyvät isotoopit ovat epävakaita epätasapainon vuoksi protoneja ja neutroneja heillä on atomien ytimessä. Siksi, jotta nämä isotoopit pysyisivät vakaina, ne käyvät läpi spontaanin prosessin, jota kutsutaan radioaktiiviseksi hajoamiseksi. Radioaktiivinen hajoaminen saa tietyn alkuaineen isotoopin muuttumaan toisen alkuaineen isotoopiksi. On olemassa erilaisia ​​hajoamisreittejä, kuten positroniemissio, negatroniemissio ja elektronin sieppaus. Positroniemissio on positronin ja elektronineutriinon vapautuminen radioaktiivisen hajoamisen aikana. Elektronien sieppaus on prosessi, joka lähettää elektronineutriinon. Molemmat prosessit tapahtuvat protonipitoisissa ytimissä. Positroniemissioissa radioaktiivisen ytimen sisällä oleva protoni muuttuu neutroniksi vapauttaen samalla positronin; elektronien sieppauksessa protonipitoinen neutraalin atomin ydin absorboi sisäkuoren elektronin, joka sitten muuntaa protonin neutroniksi ja säteilee elektronineutriinon. Tämä on tärkein ero positroniemissioiden ja elektronien sieppauksen välillä.

Keskeiset alueet

1. Mikä on positronipäästö - Määritelmä, periaate, esimerkki 2. Mikä on Electron Capture - Määritelmä, periaate, esimerkki 3. Mitkä ovat samankaltaisuudet positronipäästön ja elektronisieppauksen välillä? - Yleiskatsaus 4. Mitä eroa on positiivisen emission ja elektronisieppauksen välillä? - Keskeisten erojen vertailu

Keskeiset termit: Atomi, elektroni, elektronineutrino, ydin, neutroni, positroni, protoni, radioaktiivinen hajoaminen

Mikä on positronipäästö

Positroniemissio on eräänlainen radioaktiivinen hajoaminen, jossa radioaktiivisen ytimen sisällä oleva protoni muuttuu neutroniksi vapauttaen samalla positronin ja elektronineutriinon. Tämä tunnetaan myös nimellä beta plus hajoaminen. Positroni on subatominen hiukkanen, jolla on sama massa kuin elektronilla ja numeerisesti sama mutta positiivinen varaus. Sitä kutsutaan myös beetapartikkeliksi (β⁺ tai e+). Elektronineutrino (Ve) on subatominen hiukkanen, jolla ei ole sähköistä varausta. Positroniemissio tapahtuu protonipitoisissa radioaktiivisissa ytimissä.

Kuva 1: Positronipäästö kaaviossa

Positroniemissioissa ytimen atomiluku pienenee yhdellä. Atomin atomiluku on ytimessä olevien protonien kokonaismäärä. Mutta positronipäästöissä yksi näistä protoneista muuttuu. Se aiheuttaa atomiluvun pienenemisen. Atomin massanumero pysyy kuitenkin samana. Tämä johtuu siitä, että protoni muuttuu neutroniksi ja massan luku on atomin protonien ja neutronien summa. Ydinreaktion jälkeen on esimerkki positronipäästöistä.

₆¹¹C → ₅¹¹B + e⁺ + Ve + energiaa

Tämä on hiilen isotooppi. Se on hiilen radioaktiivinen isotooppi. Se hajoaa boori-11: ksi positronipäästöjen kautta. Boori-11 on vakaa boorin isotooppi.

Mikä on Electron Capture

Elektronin sieppaus on eräänlainen radioaktiivinen hajoaminen, jossa atomin ydin absorboi sisäkuoren elektronin ja muuntaa protonin neutroniksi, joka vapauttaa elektronineutriini- ja gammasäteilyn. Tämä prosessi tapahtuu protonipitoisissa ytimissä. Sisäkuoren elektroni on elektroni atomin sisäiseltä energiatasolta (esim. K -kuori, L -kuori). Samanaikaisesti tämä prosessi aiheuttaa elektronineutriinon vapautumisen. Prosessin ydinreaktio voidaan antaa seuraavasti.

P + e^– → n + Ve + γ

Kuva 2: Elektronin sieppausperiaate

Elektronien sieppaus aiheuttaa atomiluvun pienenemisen yhdellä, koska atomiluku on atomin ytimen protonien kokonaismäärä, ja tässä prosessissa protoni muuttuu neutroniksi. Massaluku ei kuitenkaan muutu. Koska elektronin sieppaus johtaa elektronin häviämiseen elektronikuoreen, sitä tasapainottaa protonin häviäminen (positiivinen varaus), joten atomi pysyy sähköisesti neutraalina.

¹³N₇ + e^– → ¹³C₆ + Ve + γ

Yllä oleva reaktio antaa typen isotoopin elektronisieppauksen. Se muodostaa hiili-13-atomin yhdessä elektronineutriino- ja gammasäteilyn kanssa. Hiili-13 on luonnollinen, vakaa hiilen isotooppi.

Samankaltaisuudet positronipäästön ja elektronin sieppauksen välillä

Ero positronipäästön ja elektronisieppauksen välillä

Määritelmä

Positronipäästöt: Positroniemissio on eräänlainen radioaktiivinen hajoaminen, jossa radioaktiivisen ytimen sisällä oleva protoni muuttuu neutroniksi vapauttaen samalla positronin ja elektronineutriinon.

Elektronin sieppaus: Elektronin sieppaus on eräänlainen radioaktiivinen hajoaminen, jossa atomin ydin absorboi sisäkuoren elektronin ja muuntaa protonin neutroniksi vapauttaen elektronineutriino- ja gammasäteilyn.

Päästö

Positronipäästöt: Positroniemissio lähettää positiivisen elektronin neutriinon ohella.

Elektronin sieppaus: Elektronin sieppaus lähettää elektroni -neutriino- ja gammasäteilyä.

Periaate

Positronipäästöt: Positroniemissio tapahtuu protonin muuttuessa neutroniksi, positroniksi ja elektronineutriinoksi.

Elektronin sieppaus: Elektronien sieppaus tapahtuu protonin muuttuessa neutroniksi ja elektronineutriinoksi absorboimalla sisäkuoren elektroni.

Johtopäätös

Tietyn alkuaineen epävakaan isotoopin radioaktiivinen hajoaminen muuttaa tämän isotoopin eri kemiallisen alkuaineen eri isotoopiksi. Hajoamisreittejä on useita. Positroniemissio ja elektronin sieppaus ovat kaksi tällaista reittiä. Suurin ero positroniemissioiden ja elektronin sieppauksen välillä on se, että positroniemissioissa radioaktiivisen ytimen sisällä oleva protoni muuttuu neutroniksi samalla kun se vapauttaa positronin, kun taas elektronin talteenotossa neutraalin atomin protonirikas ydin imee sisäkuoren elektroni, joka sitten muuttaa protonin neutroniksi, joka emittoi elektroni -neutriinon.

Viite:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Elektronin sieppauksen määritelmä." ThoughtCo, 25. kesäkuuta 2014, saatavana täältä. 2. ”Hajoamisreitit”. Kemia LibreTexts, Libretexts, 10. kesäkuuta 2017, saatavana täältä.

Kuva:

1. ”Beta-plus Decay” Master-m1000-Oma työ perustuu: Beta-minus Decay.svg, Inductiveload (Public Domain) Commons Wikimedian kautta 2. “Elektronien sieppaus” Master-m1000-ja itse tehty. Tämä vektorikuva on luotu Inkscapella (Public Domain) Commons Wikimedian kautta