Конверсия внутренняя

КОНВЕРСИЯ ВНУТРЕННЯЯ, процесс передачи энергии возбуждения ядра непосредственно одному из электронов атома, в результате чего атом испускает электрон. Энергия этого электрона равна разности энергий ядерного возбуждения и связи электрона. В экспериментах по изучению конверсии внутренней с помощью бета-спектрометров наблюдаются моноэнергетические линии в спектре, соответствующие энергии выбивания электронов из оболочек атома.

Название конверсия внутренняя отражает первоначальное ошибочное предположение, что ядро испускает γ-квант, поглощаемый электроном. Расчёты с использованием методов квантовой электродинамики показали, что в процессе конверсии внутренней передача энергии от ядра к электрону происходит за счёт кулоновского взаимодействия без участия реального γ-кванта. Это подтверждено экспериментально: конверсионные электроны наблюдались в процессах, для которых испускание ядром γ-кванта абсолютно запрещено (так называемые 0-0 переходы). В большинстве случаев переход ядра из начального возбуждённого состояния в конечное (основное или возбуждённое) может сопровождаться вылетом как конверсионного электрона, так и γ-кванта. Отношение вероятностей этих процессов (вероятность первого к вероятности второго) называется коэффициентом конверсии. Коэффициент конверсии тем выше, чем больше заряд ядра Z (коэффициент примерно пропорционален Z³), меньше энергия перехода и больше его мультипольность (то есть угловой момент, уносимый при распаде). В реально наблюдаемых процессах наименьшие коэффициенты конверсии составляют 10^-3, наибольшие - значительно превышают 1.

Конверсия внутренняя существенно влияет на время жизни возбуждённых состояний ядра. При больших коэффициентах конверсии время жизни данного состояния ядра в атоме может быть во много раз меньше времени жизни ядра, лишённого электронных оболочек. Если энергия возбуждения ядра превышает энергию, соответствующую удвоенной массе покоя электрона, становится возможным процесс парной конверсии, при котором возбуждённое ядро переходит на более низкий энергетический уровень, испуская электрон и позитрон. Парная конверсия не связана с выбиванием электронов из оболочек атома; её вероятность растёт с ростом энергии возбуждения ядра. Вылетающие электроны и позитроны образуют непрерывный спектр.

Исследование конверсии внутренней позволяет получать информацию о спинах и чётностях ядерных состояний, а также мультипольности переходов и поэтому может рассматриваться как один из методов ядерной спектроскопии.

Лит.: Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. 6-е изд. СПб., 2008. Т. 1.