Elektroneneinfang

Elektroneneinfang (engl: electron capture - EC) ist eine Art der Radioaktivität, bei der ein Atomkern eine stabilere Kernkonfiguration erreicht, indem er ein Elektron aus einer inneren Schale (Orbital) der Elektronenhülle einfängt. Der Elektroneneinfang wurde 1935 von Hideki Yukawa theoretisch vorhergesagt und ist 1937 erstmals von Luis Walter Alvarez experimentell nachgewiesen worden.

Elektroneneinfang.png

Da die Elektronen der K-Schale die größte Aufenthaltswahrscheinlichkeit am Ort des Atomkerns haben, fängt der Atomkern in ca. 90 Prozent der Fälle ein Elektron aus der K-Schale ein. Diesen Elektroneneinfang bezeichnet man als K-Einfang. Der seltenere Elektroneneinfang aus höheren Schalen wird entsprechend L-Einfang bzw. M-Einfang genannt.

Bisweilen wird der Elektroneneinfang auch Epsilonzerfall genannt.

Der Elektroneneinfang ermöglicht den Ladungserhalt bei der Umwandlung eines Protons in ein Neutron unter Erhaltung der Massezahl des Kerns und der Abgabe eines Neutrinos.

\mathrm{p}+ \mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{n} + {\nu}_e

Er tritt bei instabilen Isotopen mit hoher Protonenzahl (Z) und verhältnismäßig geringer Neutronenzahl (N) auf. Insbesondere tritt diese Zerfallsart auf, wenn nicht genug Energie zur Abgabe eines Positrons vorhanden ist. Die beim Erreichen der energetisch günstigeren Kernkonfiguration frei werdende Energie wird als Gammastrahlung abgegeben.

Das entstandene Loch in der tief gelegenen Schale der Elektronenhülle wird durch ein Elektron aus einer höheren Schale wieder besetzt. Die dabei frei werdende Energie wird entweder durch elektromagnetische Wellen (Röntgenstrahlung aus dem Spektum des neu entstandenen Elements) oder ein Auger-Elektron umgesetzt.

Beispiele

$\mathrm{{}^{26}_{13}Al}+\mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{{}^{26}_{12}Mg}+{\nu}_e$	$\mathrm{{}^{59}_{28}Ni}+\mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{{}^{59}_{27}Co}+{\nu}_e$
$\mathrm{{}^{13}_{7}N}+\mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{{}^{13}_{6}C}+{\nu}_e$	$\mathrm{{}^{18}_{9}F}+\mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{{}^{18}_{8}O}+{\nu}_e$
$\mathrm{{}^{110}_{49}In}+\mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{{}^{110}_{48}Cd}+{\nu}_e$	$\mathrm{{}^{205}_{82}Pb}+\mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{{}^{205}_{81}Tl}+{\nu}_e$

Siehe auch : Radioaktivität, Kernchemie, Zerfallsreihe, Isotopenkarte

Kernphysik

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