Внутренняя конверсия. Интенсивность внутренней конверсии

    Ядро, находящееся в возбужденном состоянии, может пе­рейти в основное состояние не только путем испускания -кванта, но и посредством передачи энергии возбуждения одному из элект­ронов атомной оболочки. Такой процесс носит название внутренней конверсии. Внутренняя конверсия — процесс, конкурирующий с -излучением.

    Рассмотрим теперь, что непосредственно наблюдается при внут­ренней конверсии, чтобы понять, как ее различить на фоне других процессов. В процессе внутренней конверсии испускается электрон,      энергия которого Е_е равна энергии Е ядерного возбуждения, уменьшенной на энергию  связи электрона в атомной оболочке:

           (11.5)

Моноэнергетичность вылетающих при внутренней конверсии элек­тронов позволяет отличить их от

-распадных электронов, спектр которых непрерывен.

    Помимо конверсионных электронов, при внутренней конверсии можно наблюдать еще и рентгеновские кванты, возникающие при падении одного из наружных электронов на уровень К- или L.-оболочки, освобожденный вылетевшим элек­троном.

     Перейдем к механизму явления внутренней конверсии. Ядро испускает -квант, который тут же поглощается электроном атомной оболочки, получающим всю энергию кванта. Интересная

особен­ность этого процесса состоит в том, что он в основном происходит за счет виртуальных, а не реальных квантов. Виртуальным назы­вается квант, у которого нарушено правильное соотношение между
энергией Е и импульсом , т. е. у которого . Возможность существования таких квантов допускается соотношением неопре­деленностей; такие кванты могут существовать, но лишь короткое время и на небольших расстояниях от их источника. Возникает вопрос, как отличить, являются ли кванты,

ответ­ственные за внутреннюю конверсию, виртуальными или реальными, поскольку энергия и импульс этого кванта не измеряются. Отличие проявится в том, что если внутренняя конверсия происходит только за счет виртуальных квантов, то интенсив­ность ядерного -излучения не изменится после того, как ядра лишатся своих электро­нов. Другими словами, внутренняя конверсия через виртуальные кванты — процесс, не конкурирующий с -распадом,   а  параллельный ему. Технически наблюдение -излучения ядер полностью лишённых электронов, очень сложно и никем не проводилось. Однако теоретические  расчеты  процесса  внутренней конверсии не содержат никаких подгоночных параметров и настолько хорошо согласуются с экспериментальными данными, что сейчас нет никаких сомнений в том, что в механизме внутренней конверсии принимают участие виртуальные кванты.

    Интенсивность   внутренней   конверсии   характеризуется   коэф­фициентом внутренней конверсии , равным отношению вероятности испускания конверсионного электрона к вероятности испускания -кванта:

        (11.6)

    Если энергия Е возбуждения ядра превышает энергию, соответ­ствующую удвоенной массе электрона,

то становится возможным процесс парной конверсии, при котором ядро теряет свое возбуждение, испуская электрон и позитрон. Механизм этого процесса следующий. Ядро испускает виртуальный (здесь только виртуальный) -квант, который затем превращается в электронно-позитронную пару. Очевидно, что парная конверсия никак не связана с атомной электронной оболочкой и может проис­ходить и на ядре, лишенном атомных электронов. Подобно внутрен­ней парная конверсия количественно характеризуется коэффициен­том парной конверсии :

        (11.7)

Где — вероятность испускания электронно-позитронной пары. Относительная роль парной конверсии растет при увеличении энергии перехода. Например, 0—0-переход в ядре кислорода ₈0¹⁶ в основном идет за счет парной конверсии. Энергия этого перехода равна 6,06 МэВ.