電子捕獲
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この項目では、放射性核種の崩壊について説明しています。原子間などの電子の移動については「電荷移行」をご覧ください。
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電子捕獲（でんしほかく、electron capture、略称：EC）とは、原子核の放射性崩壊の一種である。電子捕獲では、電子軌道の電子が原子核に取り込まれ、捕獲された電子は原子核内の陽子と反応し中性子となり、同時に電子ニュートリノが放出される。捕獲される電子は普通はK軌道の電子であるが、L軌道やM軌道の電子が捕獲される場合もある。
現象
この壊変では、中性子数が1つ増加し陽子数が1つ減少するため、質量数は変化せず原子番号が1つ減少する。
クォークのレベルでは
電子捕獲は陽子数が過剰で不安定な原子核で起こりやすく、β+崩壊（陽電子崩壊）と競合する場合も多いが、親核と娘核のエネルギー差が1.022MeVに満たない場合は電子捕獲のみが起こる。
電子捕獲によって空いた内側の電子軌道に外側の電子が遷移する時、特性X線を放つ。
軌道に生じた孔には、その外側の電子軌道から電子が遷移して、軌道のエネルギーの差に相当する波長のX線（特性X線）が放出される。また、より高い準位の軌道電子がこのエネルギーを受け取って原子外に放出されるオージェ電子も観測される。
電子捕獲の頻度は、化学結合や圧力などの外部の影響を受けてわずかに変化する。例えばベリリウム7は、金属状態の半減期と比較して、フッ化物では0.074%長くなる。また、ベリリウム7原子をフラーレン(C60)の内部に閉じこめることで、半減期が0.83%短くなったという報告がなされている[1]。
発見
β+崩壊は、親核と娘核のエネルギー差が電子と陽電子の静止エネルギー以上でなければ起こりえない。しかし実際には、この関係を満たさない崩壊の例が多くあった。1935年に湯川秀樹は、原子核が軌道電子を捕獲するという別の過程を提案し、1937年にルイ・アルヴァレによってK軌道電子の捕獲が実験的に証明された。
電子捕獲の例
産業への利用
- 微量有機物の定量
- 試料中に含有する微量有機物の量を計測する装置のセンサー部に使用される。利用例は、魚介類中のトリブチルスズ化合物の定量[2]、残留農薬の測定[3]
- 線量計
- シンチレータに対し紫外線や放射線を照射した後に光を照射すると強い蛍光を発する現象（光刺激ルミネッセンス OSL ; Optically Stimulated Luminescence）が生じる[4][5]。この蛍光発光現象を利用した外部被ばく個人用線量計が実用化されている[6]。
- 年代測定
- OSL発光現象[4][5]を利用して地質年代の測定が行われる[7][8][9]。
脚注
- ^ Ohtsuki, T.; Yuki, H.; Muto, M.; Kasagi, J.; Ohno, K. (2004), "Enhanced Electron-Capture Decay Rate of 7Be Encapsulated in C60 Cages", Phys. Rev. Lett., 93, 112501/1-112501/4.
- ^ 竹内正博、水石和子、山野辺秀夫 ほか、電子捕獲型検出器を用いるガスクロマトグラフィーによる魚介類中のトリブチルスズ化合物の定量 分析化学 1987年 36巻 3号 p.138-142, doi:10.2116/bunsekikagaku.36.3_138
- ^ 金沢純、電子捕獲ガスクロマトグラフィーによる米粒中のBHCの定量 農薬の残留分析に関する研究(第4報) 分析化学 1966年 15巻 9号 p.928-933, doi:10.2116/bunsekikagaku.15.928
- ^ a b 放射線診療技術研修支援システム 日本獣医師会
- ^ a b 鈴木朗史、鈴木武彦、高橋聖 ほか、外部被ばく個人線量測定用OSL線量計の諸特性 日本原子力研究開発機構 2015年3月 JAEA-Technology 2014-049
- ^ OSL線量計（InLight、Albedo、nanoDot） 長瀬ランダウア株式会社
- ^ 下岡順直、長友恒人、石英・長石を試料とした光励起ルミネッセンス年代測定法の基礎研究 RADIOISOTOPES 2001年 50巻 9号 p.381-389, doi:10.3769/radioisotopes.50.9_381
- ^ 鴈澤好博、高橋智佳史、三浦知督、清水聡、光ルミネッセンスと熱ルミネッセンスを利用した活断層破砕帯の年代測定法 地質学雑誌 2013年 119巻 11号 p.714-726, doi:10.5575/geosoc.2013.0052
- ^ 幡谷竜太、白井正明、浅海成堆積物のOSL年代測定 第四紀研究 2003年 42巻 5号 p.347-359, doi:10.4116/jaqua.42.347
関連項目
外部リンク
- 野地俊平、20pAW-7 荷電交換反応遷移強度の詳細測定による超新星前駆現象にかかわる電子捕獲確率の導出 日本物理学会講演概要集 71.1巻 (2016) セッションID:20pAW-7, doi:10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_221
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UpToDate Contents
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- 1. フィブロネクチン糸球体症fibronectin glomerulopathy [show details]
… Electron microscopy typically reveals large to massive nondescript electron-dense subendothelial and mesangial deposits.… of patients with fibronectin glomerulopathy by laser capture microscopy showed that,…
- 2. キンドラー症候群kindler syndrome [show details]
… immunofluorescence microscopy and/or transmission electron microscopy is discussed in detail elsewhere.… but will not capture particular types of mutations for which whole-genome sequencing or RNA sequencing are required.…
- 3. 肥満細胞：増殖・分化、識別、および生理学的役割mast cells development identification and physiologic roles [show details]
… capture circulating immunoglobulin E (IgE) molecules onto their surface,… Mast cells examined with electron microscopy show abundant cytoplasmic granules,…
- 4. ペーシングシステムの誤作動：評価およびマネージメントpacing system malfunction evaluation and management [show details]
…called noncapture or loss of capture. It is differentiated from capture by the absence of an evoked potential following the pacing stimulus. The diagnosis of loss of capture is based upon the presence of …
- 5. 二腔ペーシングシステムの故障：評価およびマネージメントdual chamber pacing system malfunction evaluation and management [show details]
…loss of capture is suspected. Loss of capture may be manifested by widening of the QRS complex or by a more subtle change in QRS morphology . It is not always possible to recognize loss of capture based …
Japanese Journal
- 続・放射線教育現場における難問--原子核に親しむ(第2回)軌道電子捕獲から始めるベータ崩壊
- 放射性同位元素の半減期は定数か? : 軌道電子捕獲崩壊核種^7BeがC_<60>に内包された場合
- 大槻 勤
- 日本物理學會誌 60(7), 551-554, 2005-07-05
- … β崩壊の一つの形式である軌道電子捕獲崩壊[Electron Capture (EC)崩壊]核種の半減期は物理的・化学的環境をパラメータ(化学形, 圧力, 温度等の関数)としてどのように変化するか?これはSegreらが1947年に提唱した古くからの問題である.しかし, 環境の変化が半減期に最も影響しやすいと予想されるEC崩壊核種<SUP>7</SUP>Beでも, わずかな半減期の変化(0.15%程度)の報告がなされているにすぎなかった.特殊な内部環境を持つ …
- NAID 110002078816
- フラーレンに内包された軌道電子捕獲崩壊核種^7Beの半減期
Related Links
- 原子核の放射性崩壊である。β崩壊の一種。原子の中の原子核が軌道電子を捕獲し、核内の陽子がこれと反応して中性子に変わり、原子番号が一つ小さい、つまり陽子の数が一つ少なく質量数の同じ別種の原子核に変わる現象。
- ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 - 電子捕獲の用語解説 - (1) 原子核が原子の軌道電子を核内に吸収する現象。最も起りやすいのは核に最も近いK 軌道の電子を吸収する場合で，これをK 電子捕獲という。 1935年湯川秀樹と坂田昌一 ...
- 放出された陽電子の消滅に伴い、消滅放射線が発生する。 ・軌道電子捕獲（… 放射線技師の勉強ノート 2018-03-29 放射性壊変 放射化学 ・α壊変 主として原子番号の大きい元素で起こる。 原子核 から α粒子（質量数4のHeの原子核 ...
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★リンクテーブル★
[★]
- 関
- drug-induced illness
- 関
- drug-induced illness
[★]
- 英
- electoron capture, EC
- 同
- 軌道電子捕獲？ orbital electron capture？
- 関
- オージェ効果、β壊変
- 核が軌道電子を捕獲し、核内の陽子が中性子となるもの。通常核に近いKないしL殻の電子が捕獲されるが、その空席は外側のLやMなどの電子がうめ、その結合エネルギーの差が特性X線として放出される。
参考
- http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E6%8D%95%E7%8D%B2
[★]
- 英
- orbit、orbital、trajectory
- 関
- 眼窩、軌道関数、電子軌道
[★]
- 英
- capture、capture、catch
- 関
- 捕らえる
[★]
- 英
- electron
- 関
- 消滅放射線