| Aluminium-26 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Skema af henfaldet af aluminium-26 | |||||||
| Navn, symbol | Aluminium-26, 26 Al | ||||||
| Neutroner | 13 | ||||||
| Nuklidegenskaber | |||||||
| massefejl | −12 210,34 k eV | ||||||
| Isotopisk overflod | 0 | ||||||
| Halvt liv | 7.17⋅10 5 år | ||||||
| Forfaldsprodukter | magnesium-26 | ||||||
| Forældreisotoper | silicium-26 (elektronisk fangst), phosphor-27 (elektronfangst med protonemission) | ||||||
| Spin og paritet af kernen | 5+ | ||||||
|
|||||||
| Tabel over nuklider | |||||||
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |||||||
Aluminium-26 , 26Al er en radioaktiv isotop af det kemiske grundstof aluminium , der henfalder gennem positron-henfald og elektronindfangning til et stabilt nuklid magnesium-26 . Halveringstiden for grundtilstanden for 26 Al er 7,17⋅10 5 år. Dette er for lille til, at isotopen kan overleve fra præsolar nukleosyntese til nutiden, men et lille antal kerner af denne nuklid produceres konstant ved kollisioner af kosmiske stråleprotoner med argonatomer . Der er også en metastabil exciteret tilstand 26mAl med en energi på 228,305 keV og en halveringstid på 6,3465 sekunder; det henfalder også gennem positronhenfald og elektronindfangning.
Aluminium-26 udsender også gammastråler (fra de exciterede tilstande af magnesium-26, hvortil der er en overgang fra grundtilstanden af 26 Al, og under udslettelse af positroner udsendt under β + henfald). Under elektronindfangning fjerner elektronskallen af det resulterende 26 Mg-atom med et "hul" i stedet for en af de indre elektroner fanget af kernen excitation ved at udsende karakteristiske røntgenstråler og Auger-elektroner [1] .
Aluminium-26 kan bruges til at bestemme den tid, der er gået, siden en meteorit faldt til Jorden. Siden opløsningen af moderlegemet er meteoritten blevet bombarderet af kosmiske stråler, som skaber aluminium-26 kerner i den. Efter at være faldet til Jorden falder den kosmiske strålestrøm kraftigt, og ophobningen af 26Al stopper, men dets henfald fortsætter med samme hastighed. Det betyder, at antallet af 26 Al-kerner, der er tilbage i prøven, kan bruges til at beregne datoen for meteorittens nedslag på Jorden.
Gammalinjen med en energi på 1809 keV, der stammer fra henfaldet af 26 Al, var den første observerede gammastråling fra det galaktiske center ( NEAO-3 satellit , 1984 [2] [3] ).
En isotop i galaksen skabes hovedsageligt i supernovaer , som udsender mange radioaktive nuklider i det interstellare medium . Det menes, at det under kondenseringen af små planetariske legemer giver varmeafgivelse, der er tilstrækkeligt til, at en sådan opvarmning kan begynde gravitationsdifferentieringen af deres indre, som det skete i asteroidernes tidlige historie (1) Ceres og (4) Vesta . [4] [5] [6] Denne isotop spiller også en rolle i hypoteser om oprindelsen af den ækvatoriale bule af Saturns måne Iapetus [7] .
Indtil 1954 blev den målte halveringstid for aluminium-26 anset for at være 6,3 sekunder [8] . Efter offentliggørelsen af teoretiske beviser for, at dette henfald faktisk refererer til den metastabile tilstand ( isomer ) af aluminium-26, blev grundtilstandskerner af denne isotop opnået ved at bombardere magnesium-26 og magnesium-25 med deuteroner ved University of Pittsburgh cyclotron [ 9] . Den første måling gav halveringstiden for grundtilstanden, estimeret til ~10 6 år.
Grundtilstanden for aluminium-26 med spin og paritet J π = 5 + kan ikke direkte henfalde til grundtilstanden af magnesium-26 kernen (som har spin 0) på grund af den signifikante forskel i spins; mere præcist har beta-overgange fra grundtilstanden til grundtilstanden en meget høj grad af forbud og observeres ikke på trods af den ret store tilgængelige henfaldsenergi ( Q ε = 4004,14 keV ). Henfald (både elektronindfangning og positron-henfald) forekommer næsten altid (i 97,3 % af tilfældene) til den første exciterede tilstand af magnesium-26 med en energi på 1808,7 keV og J π = 2 + . Dette niveau udledes øjeblikkeligt til 26 Mg grundtilstand med emission af en 1808,6 keV gammastråle; toppen med denne energi er det mest karakteristiske træk ved 26 Al gamma-spektret . I de resterende 2,7 % af tilfældene sker overgangen til den anden exciterede tilstand 26 Mg med E = 2838,4 keV ( J π = 2 + ), som kan henfalde direkte til jordniveau og udsende et gamma-kvante med en energi på 2938,3 keV , men oftere (med hensyn til 0,27:2,4) henfalder den gennem den allerede nævnte første exciterede tilstand med udsendelse af en kaskade af gammastråler med energier på 1129,7 og 1808,7 keV . Levetiden for begge exciterede niveauer er mindre end 1 ns . Ud over udladningen af exciterede niveauer med emission af et gamma-kvante, er det i alle tilfælde muligt at overføre den afladede energi E γ til en orbital elektron ( effekten af intern konvertering ) med emission af en konverteringselektron med tilsvarende fast energi E γ − E c , hvor E c er bindingsenergien for en elektron i et atom 26 mg. I dette tilfælde fjernes excitationen af elektronskallen ved at udsende karakteristiske røntgenfotoner og Auger-elektroner med en samlet energi E c .
Den isomere tilstand af aluminium-26 ( 26m Al) med isospin T = 1 har en energi på 228,305 keV over grundtilstanden ( T = 0 ), men dens spin (0+) er meget forskellig fra grundtilstandens spin (5+), så den isomere overgang til grundtilstandstilstanden at være meget deprimeret. Fra 2015 er denne overgang ikke blevet opdaget; henfald, ligesom grundtilstanden, sker ved at udsende en positron eller indfange en orbital elektron , dog forekommer alle henfald i jorden (og ikke i den exciterede) tilstand af magnesium-26.
Målingen af halveringstiden af den metastabile tilstand af aluminium-26 via Fermi beta-henfaldskanalen er af interesse for den eksperimentelle verifikation af to komponenter i standardmodellen , nemlig hypotesen om den bevarede vektorstrøm og den nødvendige enhedsgrad af Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-matricen [10] . Dette henfald er super-tilladt, start- og sluttilstanden ( 26 Mg) har samme spin og paritet 0+ . En måling i 2011 af halveringstiden for Al-26m gav en værdi på 6346,54 ± 0,46(stat.) ± 0,60(sys.) millisekunder [11] . Derudover blev værdien ft = 3037,53(61) ms opnået . Disse halveringstider og ft repræsenterer de mest nøjagtigt målte værdier af alle super-tilladte beta-overgange [11] .