Warum ist der Alpha-, Beta- oder Gamma-Zerfall eines instabilen Kerns unabhängig von der chemischen Situation eines Atoms, wie etwa der Natur des Moleküls oder Festkörpers, an den es gebunden ist? Die chemische Situation des Atoms kann sich jedoch auf die Halbwertszeit beim Elektroneneinfang auswirken . Warum ist das so?
Der Querschnitt für den Elektroneneinfang hängt (unter anderem) von der Wahrscheinlichkeit ab, dass sich ein Elektron in der Nähe eines Protons befindet.
Orbitalzustände mit einem anderen Drehimpuls als 0 (d. h. alle Zustände außer s-Zuständen) haben einen Knoten bei und da der Kern mehrere Größenordnungen kleiner ist als ein typisches Atomorbital, bedeutet dies, dass Elektronen aus diesen Zuständen im Wesentlichen keine Chance haben, in der Nähe zu sein.
Alle s-Zustände haben jedoch ein lokales Maximum bei , und haben daher eine nicht triviale Wahrscheinlichkeit, für die Erfassung verfügbar zu sein. Wenn nun ein äußeres Elektron, das sich in einem atomaren Kontext in einem s-Zustand befand, stattdessen an einer molekularen Bindung beteiligt ist, dann hat es wahrscheinlich keine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es sich im Kern befindet, und es kann erwartet werden, dass die Gesamtgeschwindigkeit für den Prozess sinkt runter.
Die anderen Zerfallsprozesse, die Sie auflisten, hängen nicht von der Anwesenheit eines Elektrons ab.
Ein qualitatives Argument:
Der , oder Zerfall sind Phänomene, die mit schwachen Kernkräften verbunden sind, und starken Kernkräften, die im Kern herrschen. Obwohl die elektromagnetische Kraft eine wichtige Rolle bei der Stabilität des Kerns spielt, bestimmt sie nicht vollständig, was und wie innerhalb des Kerns geschehen wird. Der Der Zerfall wird durch die schwache Kernkraft bestimmt, die ungefähr so ausgeht:
Der Der Zerfall resultiert aus einer Umordnung der Nukleonen von einer energiereicheren zu einer energieärmeren Schalenkonfiguration, wobei die überschüssige Energie als abgegeben wird Licht. Die dabei beteiligten Energien reichen von mehreren eV (Th-229) bis zu mehreren MeV (Co-60).
Die Ereignisse, die außerhalb des Kernteils des Atoms/Moleküls stattfinden, sind einfach Umordnungen der Elektronen in den verschiedenen Energieniveaus. Sehr geringer Energieaufwand. Wenn Sie verstehen, dass die elektromagnetische Wechselwirkung der Protonen im Kern keine Wirkung haben kann in a zerfallen, dann können Sie verstehen, warum die Elektronen außerhalb des Kerns keinen Einfluss darauf haben, was im Kern vor sich geht.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
JKL