| Alumiini-26 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kaavio alumiini-26:n hajoamisesta | |||||||
| Nimi, symboli | Alumiini-26, 26 Al | ||||||
| Neutronit | 13 | ||||||
| Nuklidin ominaisuudet | |||||||
| massavika | −12 210,34 k eV | ||||||
| Isotooppinen runsaus | 0 | ||||||
| Puolikas elämä | 7,17⋅10 5 vuotta | ||||||
| Hajoamistuotteet | magnesium-26 | ||||||
| Vanhemmat isotoopit | pii-26 (elektroninen sieppaus), fosfori-27 (elektronin sieppaus protoniemission kanssa) | ||||||
| Ytimen spin ja pariteetti | 5+ | ||||||
|
|||||||
| Nuklidien taulukko | |||||||
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |||||||
Alumiini-26 , 26Al on kemiallisen alkuaineen alumiinin radioaktiivinen isotooppi , joka hajoaa positronihajoamisen ja elektronien sieppauksen kautta vakaaksi nuklidikseksi magnesium-26: ksi . 26 Al :n perustilan puoliintumisaika on 7,17⋅10 5 vuotta. Tämä on liian pieni isotoopin säilymiselle esisolaarisen nukleosynteesin hetkestä nykypäivään, mutta pieni määrä tämän nuklidin ytimiä muodostuu jatkuvasti kosmisen säteen protonien törmäyksissä argonatomien kanssa. . On myös metastabiili viritystila 26 mAl , jonka energia on 228,305 keV ja puoliintumisaika 6,3465 sekuntia; se myös hajoaa positronihajoamisen ja elektronien sieppauksen kautta.
Alumiini-26 lähettää myös gammasäteitä (magnesium-26:n viritetyistä tiloista, joihin tapahtuu siirtymä 26 Al:n perustilasta, ja β + -hajoamisen aikana emittoituneiden positronien tuhoutuessa ). Elektronien sieppauksen aikana tuloksena olevan 26 Mg:n atomin elektronikuori, jossa on "reikä" yhden ytimen vangitseman sisäisen elektronin tilalla, poistaa virityksen lähettämällä tyypillisiä röntgensäteitä ja Auger-elektroneja [1] .
Alumiini-26:n avulla voidaan määrittää aika, joka on kulunut meteoriitin putoamisesta Maahan. Alkukappaleen hajoamisen jälkeen meteoriittia ovat pommittaneet kosmiset säteet, jotka luovat siihen alumiini-26-ytimiä. Maahan putoamisen jälkeen kosminen sädevirta pienenee jyrkästi ja 26Al :n kerääntyminen pysähtyy, mutta sen hajoaminen jatkuu samaa tahtia. Tämä tarkoittaa, että näytteessä jäljellä olevien 26 Al-ytimen lukumäärää voidaan käyttää meteoriitin maahan törmäyksen päivämäärän laskemiseen.
Gammalinja, jonka energia oli 1809 keV ja joka nousi 26 Al :n hajoamisesta , oli ensimmäinen havaittu gammasäteily galaksin keskustasta ( NEAO-3- satelliitti , 1984 [2] [3] ).
Galaksin isotooppi syntyy pääasiassa supernoveissa , jotka sinkoavat monia radioaktiivisia nuklideja tähtienväliseen väliaineeseen . Uskotaan, että pienten planeettakappaleiden tiivistymisen aikana se vapauttaa riittävästi lämpöä, jotta tällainen kuumennus aloittaa niiden sisätilojen gravitaatioerilaistumisen, kuten tapahtui asteroidien (1) Ceresin ja (4) Vestan varhaisessa historiassa . [4] [5] [6] Tällä isotoopilla on myös rooli hypoteeseissa, jotka koskevat Saturnuksen kuun Iapetuksen ekvatoriaalisen pullistuman alkuperää [7] .
Vuoteen 1954 asti alumiini-26:n mitatun puoliintumisajan katsottiin olevan 6,3 sekuntia [8] . Sen jälkeen kun teoreettiset todisteet siitä, että tämä hajoaminen todella viittaa alumiini-26:n metastabiiliin tilaan ( isomeeri ), saatiin tämän isotoopin perusytimiä pommittamalla magnesium-26:ta ja magnesium-25:tä deuteroneilla Pittsburghin yliopiston syklotronilla . 9] . Ensimmäinen mittaus antoi perustilan puoliintumisajan, arviolta ~10 6 vuotta.
Alumiini-26:n perustila, jonka pariteetti on J π = 5 + , ei voi suoraan hajota magnesium-26-ytimen (jolla on spin 0) perustilaan spinien merkittävän eron vuoksi; tarkemmin sanottuna beeta-siirtymillä perustilasta perustilaan on erittäin korkea estoaste, eikä niitä havaita huolimatta melko suuresta käytettävissä olevasta vaimennusenergiasta ( Q ε = 4004,14 keV ). Hajoaminen (sekä elektronien sieppaus että positronihajoaminen) tapahtuu melkein aina (97,3 %:ssa tapauksista) magnesium-26:n ensimmäiseen virittyneeseen tilaan energialla 1808,7 keV ja J π = 2 + . Tämä taso purkautuu välittömästi 26 Mg:n perustilaan lähettämällä 1808,6 keV:n gammasäteilyä; tämän energian huippu on 26 Al - gammaspektrin tyypillisin piirre . Lopussa 2,7 %:ssa tapauksista siirtyminen tapahtuu toiseen virittyneeseen tilaan 26 Mg, jonka E = 2838,4 keV ( J π = 2 + ), joka voi vaimentua suoraan maanpinnalle lähettäen gamma-kvantin, jonka energia on 2938,3 keV , mutta useammin (suhteessa 0,27:2,4) se vaimenee jo mainitun ensimmäisen virittyneen tilan kautta lähettäen gammasäteilykaskadin energioilla 1129,7 ja 1808,7 keV . Molempien viritystasojen käyttöikä on alle 1 ns . Virittyneiden tasojen purkamisen lisäksi gamma-kvantin emissiolla on kaikissa tapauksissa mahdollista siirtää purkautunut energia E γ orbitaalielektroniin ( sisäisen konversion vaikutus ) konversioelektronin emission avulla vastaava kiinteä energia E γ − E c , jossa E c on elektronin sitoutumisenergia atomissa 26 mg. Tässä tapauksessa elektronikuoren viritys poistetaan emittoimalla tunnusomaisia röntgenfotoneja ja Auger-elektroneja kokonaisenergialla E c .
Alumiini-26:n ( 26m Al) isomeerisen tilan isospinilla T = 1 on energia 228,305 keV perustilan yläpuolella ( T = 0 ), mutta sen spin (0+) on hyvin erilainen kuin perustilan spin. (5+), joten isomeerinen siirtyminen perustilaan on suuresti masentunut. Vuodesta 2015 lähtien tätä siirtymää ei ole havaittu; hajoaminen, kuten perustila, tapahtuu emittoimalla positronia tai vangitsemalla kiertoradan elektronin , mutta kaikki vaimenemiset tapahtuvat magnesium-26:n pohjatilassa (eikä virittyneessä).
Alumiini-26:n metastabiilin tilan puoliintumisajan mittaaminen Fermi- beeta-hajoamiskanavan kautta on kiinnostava standardimallin kahden komponentin kokeellisen todentamisen kannalta , nimittäin hypoteesin konservoituneesta vektorivirrasta ja vaaditusta yksikön yksiköstä. Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-matriisi [10] . Tämä vaimeneminen on supersallittua, alku- ja lopputilalla ( 26 Mg) on sama spin ja pariteetti 0 + . Al-26m:n puoliintumisajan mittaus vuonna 2011 antoi arvon 6346,54 ± 0,46 (tilasto) ± 0,60 (sys.) millisekuntia [11] . Lisäksi saatiin arvo ft = 3037,53(61) ms . Nämä puoliintumisajat ja ft edustavat tarkimmin mitattuja arvoja kaikista supersallituista beeta-siirtymistä [11] .