| Aluminiu-26 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schema dezintegrarii aluminiului-26 | |||||||
| Nume, simbol | Aluminiu-26 , 26Al | ||||||
| Neutroni | 13 | ||||||
| Proprietățile nuclidelor | |||||||
| defect de masă | −12 210,34 k eV | ||||||
| Abundența izotopică | 0 | ||||||
| Jumătate de viață | 7.17⋅10 5 ani | ||||||
| Produse de degradare | magneziu-26 | ||||||
| Izotopi parentali | siliciu-26 (captură electronică), fosfor-27 (captură de electroni cu emisie de protoni) | ||||||
| Spinul și paritatea nucleului | 5+ | ||||||
|
|||||||
| Tabelul nuclizilor | |||||||
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |||||||
Aluminiul-26 , 26Al este un izotop radioactiv al elementului chimic aluminiu , care se descompune prin dezintegrarea pozitronilor și captarea electronilor într-un nuclid stabil magneziu-26 . Timpul de înjumătățire al stării fundamentale a 26 Al este de 7,17⋅10 5 ani. Acesta este prea mic pentru ca izotopul să supraviețuiască de la nucleosinteza presolară până în prezent, dar un număr mic de nuclee ai acestui nuclid sunt produse în mod constant prin ciocnirea protonilor razelor cosmice cu atomii de argon . Există, de asemenea, o stare excitată metastabilă 26mAl cu o energie de 228,305 keV și un timp de înjumătățire de 6,3465 secunde; se dezintegrează și prin dezintegrarea pozitronilor și captarea electronilor.
Aluminiul-26 emite, de asemenea, raze gamma (din stările excitate ale magneziului-26, la care există o tranziție de la starea fundamentală a 26 Al și în timpul anihilării pozitronilor emiși în timpul dezintegrarii β + ). În timpul captării electronilor, învelișul de electroni a atomului rezultat de 26 Mg, cu o „găură” în locul unuia dintre electronii interni capturați de nucleu, îndepărtează excitația prin emiterea de raze X caracteristice și electroni Auger [1] .
Aluminiul-26 poate fi folosit pentru a determina timpul scurs de când un meteorit a căzut pe Pământ. De la dezintegrarea corpului părinte, meteoritul a fost bombardat de raze cosmice, care creează în el nuclee de aluminiu-26. După căderea pe Pământ, fluxul de raze cosmice scade brusc, iar acumularea de 26Al se oprește, dar dezintegrarea sa continuă în același ritm. Aceasta înseamnă că numărul de 26 de nuclee de Al rămase în probă poate fi utilizat pentru a calcula data impactului meteoritului pe Pământ.
Linia gamma cu o energie de 1809 keV, rezultată din dezintegrarea 26 Al, a fost prima radiație gamma observată din centrul galactic ( satelitul NEAO-3 , 1984 [2] [3] ).
Un izotop din galaxie este creat în principal în supernove , care ejectează mulți nuclizi radioactivi în mediul interstelar . Se crede că în timpul condensării corpurilor planetare mici, acesta oferă o eliberare de căldură suficientă pentru ca o astfel de încălzire să înceapă diferențierea gravitațională a interioarelor lor, așa cum sa întâmplat în istoria timpurie a asteroizilor (1) Ceres și (4) Vesta . [4] [5] [6] Acest izotop joacă, de asemenea, un rol în ipotezele privind originea umflăturii ecuatoriale a lunii Iapetus a lui Saturn [7] .
Până în 1954, timpul de înjumătățire măsurat al aluminiului-26 a fost considerat a fi de 6,3 secunde [8] . După publicarea dovezilor teoretice că această dezintegrare se referă de fapt la starea metastabilă ( izomer ) a aluminiului-26, nucleele de bază ale acestui izotop au fost obținute prin bombardarea magneziului-26 și magneziului-25 cu deutroni la ciclotronul Universității din Pittsburgh . 9] . Prima măsurare a dat timpul de înjumătățire al stării fundamentale, estimat la ~106 ani .
Starea fundamentală a aluminiului-26 cu spin și paritate J π = 5 + nu se poate degrada direct în starea fundamentală a nucleului de magneziu-26 (care are spin 0) datorită diferenței semnificative de spin; mai precis, tranzițiile beta de la starea fundamentală la starea fundamentală au un grad foarte mare de interdicție și nu sunt observate, în ciuda energiei de dezintegrare disponibilă destul de mare ( Q ε = 4004,14 keV ). Dezintegrarea (atât captarea electronilor, cât și degradarea pozitronilor) are loc aproape întotdeauna (în 97,3% din cazuri) în prima stare excitată a magneziului-26 cu o energie de 1808,7 keV și J π = 2 + . Acest nivel se descarcă imediat în starea fundamentală de 26 Mg cu emisia unei raze gamma de 1808,6 keV; vârful cu această energie este cea mai caracteristică caracteristică a spectrului gamma 26 Al . În restul de 2,7% din cazuri, tranziția are loc la a doua stare excitată 26 Mg cu E = 2838,4 keV ( J π = 2 + ), care se poate degrada direct la nivelul solului, emițând un gamma-cuantic cu o energie de 2938,3. keV , dar mai des (față de 0,27:2,4) se dezintegra prin prima stare excitată deja menționată cu emisia unei cascade de raze gamma cu energii de 1129,7 și 1808,7 keV . Durata de viață a ambelor niveluri excitate este mai mică de 1 ns . În plus față de descărcarea nivelurilor excitate cu emisia unui gamma-cuantic, în toate cazurile este posibil să se transfere energia descărcată E γ la un electron orbital ( efectul conversiei interne ) cu emisia unui electron de conversie cu energia fixă corespunzătoare E γ − E c , unde E c este energia de legare a unui electron într-un atom de 26 mg. În acest caz, excitația învelișului de electroni este îndepărtată prin emiterea de fotoni de raze X caracteristici și electroni Auger cu o energie totală E c .
Starea izomeră a aluminiului-26 ( 26m Al) cu isospin T = 1 are o energie de 228,305 keV deasupra stării fundamentale ( T = 0 ), cu toate acestea, spinul său (0+) este foarte diferit de spinul stării fundamentale. (5+), deci tranziția izomeră la starea fundamentală de a fi foarte deprimată. Din 2015, această tranziție nu a fost detectată; dezintegrarea, ca și starea fundamentală, are loc prin emiterea unui pozitron sau captarea unui electron orbital , cu toate acestea, toate dezintegrarile apar în starea de bază (și nu în starea excitată) a magneziului-26.
Măsurarea timpului de înjumătățire al stării metastabile a aluminiului-26 prin canalul de dezintegrare beta Fermi este de interes pentru verificarea experimentală a două componente ale Modelului Standard , și anume, ipoteza curentului vectorial conservat și unitaritatea necesară a matricea Cabibbo-Kobayashi-Maskawa [10] . Această dezintegrare este super-permisă, stările inițiale și finale ( 26 Mg) au același spin și paritate 0 + . O măsurare în 2011 a timpului de înjumătățire al Al-26m a dat o valoare de 6346,54 ± 0,46(stat.) ± 0,60(sys.) milisecunde [11] . În plus, a fost obținută valoarea ft = 3037,53(61) ms . Aceste timpi de înjumătățire și ft reprezintă cele mai precise valori măsurate dintre toate tranzițiile beta super-permise [11] .