| Hliník-26 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schéma rozpadu hliníku-26 | |||||||
| Jméno, symbol | Hliník-26, 26 Al | ||||||
| Neutrony | 13 | ||||||
| Vlastnosti nuklidů | |||||||
| hromadný defekt | −12 210,34 k eV | ||||||
| Hojnost izotopů | 0 | ||||||
| Poločas rozpadu | 7,17⋅10 5 let | ||||||
| Produkty rozkladu | hořčík-26 | ||||||
| Rodičovské izotopy | křemík-26 (elektronický záchyt), fosfor-27 (záchyt elektronů s emisí protonů) | ||||||
| Spin a parita jádra | 5+ | ||||||
|
|||||||
| Tabulka nuklidů | |||||||
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |||||||
Hliník-26 , 26Al je radioaktivní izotop chemického prvku hliník , rozpadající se rozpadem pozitronů a záchytem elektronů na stabilní nuklid hořčík-26 . Poločas rozpadu základního stavu 26 Al je 7,17⋅10 5 let. To je příliš malé na to, aby izotop přežil od presolární nukleosyntézy do současnosti, ale malý počet jader tohoto nuklidu je neustále produkován srážkami protonů kosmického záření s atomy argonu . Existuje také metastabilní excitovaný stav 26mAl s energií 228,305 keV a poločasem rozpadu 6,3465 sekund; rozpadá se také rozpadem pozitronů a záchytem elektronů.
Hliník-26 také vyzařuje gama záření (z excitovaných stavů hořčíku-26, do kterých dochází k přechodu ze základního stavu 26 Al, a při anihilaci pozitronů emitovaných při β + rozpadu). Při elektronovém záchytu elektronový obal výsledného 26 Mg atomu s „dírkou“ v místě jednoho z vnitřních elektronů zachycených jádrem odstraňuje excitaci vyzařováním charakteristických rentgenových paprsků a Augerových elektronů [1] .
Hliník-26 lze použít k určení času, který uplynul od pádu meteoritu na Zemi. Od rozpadu mateřského tělesa je meteorit bombardován kosmickým zářením, které v něm vytváří jádra hliníku-26. Po dopadu na Zemi se tok kosmického záření prudce sníží a akumulace 26Al se zastaví, ale jeho rozpad pokračuje stejnou rychlostí. To znamená, že počet 26 jader Al zbývajících ve vzorku lze použít k výpočtu data dopadu meteoritu na Zemi.
Gama čára o energii 1809 keV, vznikající rozpadem 26 Al, byla prvním pozorovaným gama zářením z galaktického centra ( družice NEAO-3 , 1984 [2] [3] ).
Izotop v Galaxii vzniká hlavně v supernovách , které vyvrhují mnoho radioaktivních nuklidů do mezihvězdného prostředí . Předpokládá se, že během kondenzace malých planetárních těles poskytuje uvolnění tepla dostatečné k tomu, aby takové zahřívání zahájilo gravitační diferenciaci jejich vnitřků, jak se to stalo v rané historii asteroidů (1) Ceres a (4) Vesta . [4] [5] [6] Tento izotop hraje roli i v hypotézách ohledně původu rovníkové výdutě Saturnova měsíce Iapetus [7] .
Do roku 1954 byl změřený poločas hliníku-26 považován za 6,3 sekundy [8] . Po zveřejnění teoretických důkazů, že tento rozpad se ve skutečnosti týká metastabilního stavu ( izomeru ) hliníku-26, byla jádra tohoto izotopu v základním stavu získána bombardováním hořčíku-26 a hořčíku-25 deuterony na cyklotronu University of Pittsburgh [ 9] . První měření poskytlo poločas rozpadu základního stavu, odhadovaný na ~106 let .
Základní stav hliníku-26 se spinem a paritou J π = 5 + nemůže přímo přecházet do základního stavu jádra hořčíku-26 (které má spin 0) kvůli významnému rozdílu ve spinech; přesněji, beta přechody ze základního stavu do základního stavu mají velmi vysoký stupeň zákazu a nejsou pozorovány, navzdory poměrně velké dostupné energii rozpadu ( Q ε = 4004,14 keV ). K rozpadu (záchytu elektronu i rozpadu pozitronu) dochází téměř vždy (v 97,3 % případů) do prvního excitovaného stavu hořčíku-26 s energií 1808,7 keV a J π = 2 + . Tato hladina se okamžitě vybije do základního stavu 26 Mg s emisí gama záření 1808,6 keV; vrchol s touto energií je nejcharakterističtějším znakem gama spektra 26 Al . Ve zbývajících 2,7 % případů dochází k přechodu do druhého excitovaného stavu 26 Mg s E = 2838,4 keV ( J π = 2 + ), který se může rozpadat přímo na zemskou úroveň a emitovat gama-kvantum s energií 2938,3 keV , ale častěji (vzhledem k 0,27:2,4) se rozpadá přes již zmíněný první excitovaný stav s emisí kaskády gama paprsků o energiích 1129,7 a 1808,7 keV . Životnost obou excitovaných úrovní je menší než 1 ns . Kromě výboje excitovaných hladin s emisí gama-kvanta je ve všech případech možné přenést vybitou energii E γ na orbitální elektron ( efekt vnitřní konverze ) s emisí konverzního elektronu s odpovídající fixní energie E γ − E c , kde E c je vazebná energie elektronu v atomu 26 mg. V tomto případě je excitace elektronového obalu odstraněna emitováním charakteristických rentgenových fotonů a Augerových elektronů s celkovou energií E c .
Izomerní stav hliníku-26 ( 26m Al) s isospinem T = 1 má energii 228,305 keV nad základním stavem ( T = 0 ), nicméně jeho spin (0+) je velmi odlišný od spinu základního stavu (5+), takže izomerní přechod do základního stavu je značně stlačen. Od roku 2015 nebyl tento přechod detekován; rozpad, stejně jako základní stav, nastává vyzařováním pozitronu nebo zachycením orbitálního elektronu , avšak všechny rozpady probíhají v základním (a ne v excitovaném) stavu hořčíku-26.
Měření poločasu rozpadu metastabilního stavu hliníku-26 prostřednictvím Fermiho beta rozpadového kanálu je zajímavé pro experimentální ověření dvou složek Standardního modelu , konkrétně hypotézy konzervovaného vektorového proudu a požadované unitarity matice Cabibbo-Kobajashi-Maskawa [10] . Tento rozpad je superpovolený, počáteční a konečný ( 26 Mg) stav mají stejný spin a paritu 0 + . Měření poločasu Al-26m v roce 2011 poskytlo hodnotu 6346,54 ± 0,46 (stat.) ± 0,60 (sys.) milisekund [11] . Navíc byla získána hodnota ft = 3037,53(61) ms . Tyto poločasy a ft představují nejpřesněji naměřené hodnoty ze všech superpovolených beta přechodů [11] .