| Alumínium-26 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Az alumínium-26 bomlásának sémája | |||||||
| Név, szimbólum | Alumínium-26, 26 Al | ||||||
| Neutronok | 13 | ||||||
| Nuklidok tulajdonságai | |||||||
| tömeghiba | −12 210,34 k eV | ||||||
| Izotóp bőség | 0 | ||||||
| Fél élet | 7,17⋅10 5 év | ||||||
| Bomlástermékek | magnézium-26 | ||||||
| Szülői izotópok | szilícium-26 (elektronikus befogás), foszfor-27 (elektronbefogás proton kibocsátással) | ||||||
| Az atommag spinje és paritása | 5+ | ||||||
|
|||||||
| Nuklidok táblázata | |||||||
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |||||||
Az alumínium-26 , 26Al az alumínium kémiai elem radioaktív izotópja , amely pozitronbomlás és elektronbefogás révén stabil magnézium-26- nukliddá bomlik . A 26 Al alapállapotának felezési ideje 7,17⋅10 5 év. Ez túl kicsi ahhoz, hogy az izotóp túlélje a szoláris nukleoszintézistől napjainkig, de ennek a nuklidnak néhány magja folyamatosan keletkezik a kozmikus sugárzás protonjainak argonatomokkal való ütközésekor . Létezik egy metastabil gerjesztett állapot , 26 mAl is, amelynek energiája 228,305 keV , felezési ideje 6,3465 másodperc; pozitronbomlással és elektronbefogással is bomlik.
Az alumínium-26 gamma-sugarakat is bocsát ki (a magnézium-26 gerjesztett állapotából, amelybe átmenet történik a 26 Al alapállapotából , valamint a β + bomlás során kibocsátott pozitronok megsemmisülése során). Az elektronbefogás során a létrejövő 26 Mg-os atom elektronhéja az egyik belső elektron helyett „lyukkal”, amelyet az atommag befogott, jellegzetes röntgensugárzás és Auger-elektronok kibocsátásával távolítja el a gerjesztést [1] .
Az alumínium-26 segítségével meg lehet határozni, hogy mennyi idő telt el egy meteorit Földre hullása óta. Az anyatest szétesése óta a meteoritot kozmikus sugarak bombázzák, amelyek alumínium-26 atommagokat hoznak létre benne. A Földre zuhanás után a kozmikus sugárfluxus meredeken lecsökken, és a 26Al felhalmozódása leáll, de bomlása ugyanolyan ütemben folytatódik. Ez azt jelenti, hogy a mintában maradt 26 Al atommag számából ki lehet számítani a meteorit Földre való becsapódásának időpontját.
A 26 Al bomlásából származó, 1809 keV energiájú gammavonal volt az első megfigyelt gammasugárzás a galaktikus központból ( NEAO-3 műhold , 1984 [2] [3] ).
Egy izotóp a Galaxisban főleg szupernóvákban jön létre , amelyek sok radioaktív nuklidot löknek ki a csillagközi közegbe . Úgy gondolják, hogy a kis bolygótestek kondenzációja során elegendő hőkibocsátást biztosít ahhoz, hogy az ilyen felmelegedés megkezdje a belső tér gravitációs differenciálódását, ahogy az az (1) Ceres és (4) Vesta aszteroidák korai történetében történt . [4] [5] [6] Ez az izotóp szerepet játszik a Szaturnusz Iapetus holdja egyenlítői kidudorodásának eredetére vonatkozó hipotézisekben is [7] .
1954-ig az alumínium-26 mért felezési idejét 6,3 másodpercnek tekintették [8] . Miután megjelent az elméleti bizonyíték, hogy ez a bomlás valójában az alumínium-26 metastabil állapotára ( izomerére ) utal, ennek az izotópnak az alapállapotú magjait a magnézium-26 és a magnézium-25 deuteronokkal való bombázásával nyerték ki a Pittsburghi Egyetem ciklotronján . 9] . Az első mérés megadta az alapállapot felezési idejét, ~10 6 évre becsülve.
A J π = 5 + paritású alumínium-26 alapállapota nem bomlik közvetlenül a magnézium-26 mag alapállapotába (amelynek spinje 0) a spinek jelentős különbsége miatt; pontosabban, az alapállapotból az alapállapotba történő béta átmenetek nagyon magas fokú tiltással bírnak, és nem figyelhetők meg, annak ellenére, hogy meglehetősen nagy a rendelkezésre álló bomlási energia ( Q ε = 4004,14 keV ). A bomlás (az elektronbefogás és a pozitronbomlás egyaránt) szinte mindig (az esetek 97,3%-ában) a magnézium-26 első gerjesztett állapotába 1808,7 keV energiával és J π = 2 + -val megy végbe . Ez a szint azonnal kisül a 26 Mg-os alapállapotba egy 1808,6 keV-os gammasugárzás kibocsátásával; ezzel az energiával a csúcs a 26 Al gamma spektrum legjellemzőbb tulajdonsága. Az esetek fennmaradó 2,7%-ában az átmenet a második gerjesztett állapotba , 26 Mg E = 2838,4 keV ( J π = 2 + ) mellett történik, amely közvetlenül a talajszintig tud lebomlani, 2938,3 energiájú gamma-kvantumot bocsát ki. keV , de gyakrabban (0,27:2,4 viszonylatban) a már említett első gerjesztett állapoton keresztül bomlik le, 1129,7 és 1808,7 keV energiájú gamma-sugarak kaszkád kibocsátásával . Mindkét gerjesztett szint élettartama kevesebb, mint 1 ns . A gerjesztett szintek gamma-kvantum emissziójával történő kisülése mellett minden esetben lehetőség van a kisütött E γ energia átvitelére egy orbitális elektronra ( belső konverzió hatása ) egy konverziós elektron emissziójával a megfelelő fix energia E γ − E c , ahol E c egy elektron kötési energiája egy atomban 26 mg. Ebben az esetben az elektronhéj gerjesztését E c összenergiájú jellegzetes röntgenfotonok és Auger-elektronok kibocsátásával távolítják el .
Az alumínium-26 izomer állapotának ( 26m Al) izospin T = 1 energiája 228,305 keV az alapállapot felett ( T = 0 ), azonban spinje (0+) nagyon eltér az alapállapot spinétől. (5+), tehát az izomer átmenet a nagymértékben levert alapállapotba. 2015-ig ezt az átmenetet nem észlelték; a bomlás az alapállapothoz hasonlóan pozitron kibocsátásával vagy orbitális elektron befogásával következik be , azonban minden bomlás a magnézium-26 alapállapotában (és nem gerjesztett) állapotában következik be.
Az alumínium-26 metastabil állapotának felezési idejének mérése a Fermi béta bomlási csatornán keresztül érdekes a Standard Modell két komponensének kísérleti igazolására , nevezetesen a konzervált vektoráram hipotézisére és a szükséges egységnyire. a Cabibbo-Kobayashi-Maskawa mátrix [10] . Ez a bomlás rendkívül megengedett, a kezdeti és a végső ( 26 Mg) állapot azonos spinnel és 0 + paritású . Az Al-26m felezési idejének 2011-es mérése 6346,54 ± 0,46 (stat.) ± 0,60 (sys.) milliszekundum értéket adott [11] . Ezenkívül ft = 3037,53(61) ms értéket kaptunk . Ezek a felezési idők és a láb a legpontosabban mért értékeket jelentik az összes szuper-engedélyezett béta-átmenet közül [11] .