क्या एक रेडियोएक्टिव परमाणु को क्षय होने से रोका जा सकता है अगर यह वास्तव में मजबूत रासायनिक बंधन में है?
तो, इस सवाल के आधार पर , एक रेडियोधर्मी परमाणु युक्त एक अणु टूट जाएगा जब परमाणु मर जाएगा। लेकिन मान लें कि आपको यौगिक को तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता है --- जैसा कि, परमाणु के क्षय से अधिक ऊर्जा जारी करेगी (जाहिर है, यह स्थिर अणु वास्तव में संभव नहीं है ... सही है?)। क्या परमाणु को केवल स्थिर रहने के लिए मजबूर किया जाएगा, या कुछ और होगा?
मैं कंपाउंड को तोड़ने का कोई तरीका नहीं सोच सकता, क्योंकि इसके लिए शायद मुफ्त ऊर्जा की जरूरत होगी। लेकिन शायद यौगिक ऊर्जा को "सोख" सकता है, इसलिए तेज झटका या तेज़ गर्मी से परमाणु क्षय हो सकता है और बंधन टूट सकते हैं?
जवाब
सिद्धांत रूप में, हाँ। यदि मूल-अणु की तुलना में उच्च-क्षय वाले उत्पादों में उच्च ऊर्जा होगी, तो क्षय नहीं हो सकता है।
व्यवहार में, रासायनिक बाध्यकारी ऊर्जा (आमतौर पर में) $\rm eV$ रेंज) परमाणु क्षय ऊर्जा (आमतौर पर) की तुलना में बहुत छोटे हैं $\rm MeV$रेंज), और इसलिए यह किसी भी मामले में घटित नहीं होता है जिससे मैं अवगत हूं। यह एक संयोग नहीं है, बल्कि परमाणु और विद्युत चुम्बकीय बातचीत की सापेक्ष शक्ति का एक स्वाभाविक परिणाम है।
जबकि अन्य उत्तर में दी गई दलीलें सैद्धांतिक रूप से सही हैं, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि परमाणु क्षय प्रक्रिया ऊर्जा और अर्ध-जीवन दोनों में एक विशाल पैरामीटर स्थान का निर्माण करती है।
तो एक काउंटर उदाहरण प्रदान करने के लिए, हमें देखते हैं थोरियम 229 है, जो एक समाजिक राज्य थोरियम 229m है, जो यूरेनियम 233 का एक क्षय उत्पाद इस राज्य का संक्रमण ऊर्जा के रूप में प्राप्त किया जा सकता: इस संबंध में सबसे खास परमाणु संक्रमण 8.28 + - 0.17 ईवी ( स्रोत )। हाँ, ईवी ! यह संक्रमण ऑप्टिकल शासन में है।
नतीजतन, यह सभी प्रकार की इलेक्ट्रॉनिक प्रक्रियाओं से प्रभावित होता है , उदाहरण के लिए, आंतरिक रूपांतरण । इसके अलावा रासायनिक वातावरण या बल्कि क्रिस्टल संरचना प्रासंगिक है (जैसा कि यहां बताया गया है )। ध्यान दें कि इस विषय पर साहित्य का एक विशाल निकाय है और मैं केवल यहां उदाहरण देता हूं जो किसी भी तरह से पूरे काम के प्रतिनिधि नहीं हैं। आगे पढ़ने के लिए यह देखें और उसमें संदर्भ दें।
ध्यान दें कि यह एक अत्यंत विदेशी संक्रमण है, लेकिन यह भी एक बहुत महत्वपूर्ण है। इन नाभिकों का उपयोग करके एक अत्यंत सटीक परमाणु घड़ी के निर्माण में बहुत प्रयास किया जा रहा है।
तो ओपी में सवाल के कम से कम एक कमजोर संस्करण का उत्तर सकारात्मक में दिया जा सकता है: रेडियोधर्मी क्षय प्रक्रियाएं हैं जो इलेक्ट्रॉनिक वातावरण से बहुत प्रभावित होती हैं।
स्पष्टता के लिए संपादित करें
मुझे टिप्पणियों में पूछा गया है कि वे इस सवाल का जवाब कैसे देते हैं और किस तरह के परमाणु संक्रमण के बारे में बात कर रहे हैं, इस बारे में अपने जवाब को स्पष्ट करने के लिए।
- (@ हेलेन के अनुरोध के जवाब में) मेरा उत्तर एक विशेष परमाणु संक्रमण को इंगित करता है जो इलेक्ट्रॉनिक वातावरण से प्रभावित होता है। संक्रमण को विदेशी माना जा सकता है, अधिकांश अन्य परमाणु क्षय प्रक्रियाएं (विशेष रूप से अल्फा और बीटा क्षय) इस तरह से प्रभावित नहीं होंगी, जैसा कि वर्तमान में स्वीकृत उत्तर में बताया गया है। क्या यह प्रश्न "हां"-का गठन करता है, इस प्रश्न पर बहस की जा सकती है।
- (@Emilio पिसांती के अनुरोध के जवाब में) थोरियम संक्रमण एक आइसोमेरिक राज्य का एक बहुत ही विशेष गामा संक्रमण है जिसमें एक अनपेक्षित रूप से कम संक्रमण ऊर्जा होती है ( एक अच्छा दृश्य के लिए इस खुले एक्सेस पेपर में चित्र 3 देखें )। वास्तव में, यह सबसे कम ज्ञात ज्ञात संक्रमण है। उत्तेजित अवस्था अन्य क्षय चैनलों के माध्यम से भी क्षय हो सकती है, जैसे आंतरिक रूपांतरण, जहां एक गामा फोटॉन के उत्सर्जन के बजाय एक शेल-इलेक्ट्रॉन को बाहर निकाल दिया जाता है। नाभिक का द्रव्यमान और आवेश इनमें से किसी में भी नहीं बदला जाता है, हमेशा की तरह एक गामा संक्रमण के लिए।
इलेक्ट्रॉन कैप्चर के माध्यम से काम करने वाले एक और अच्छे उदाहरण के लिए @ बीसीएस के उत्तर को भी देखें ।
सामान्य उत्तर यह है कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं नाभिक के अंदर होने वाली प्रक्रियाओं को प्रभावित नहीं कर सकती हैं, क्योंकि रासायनिक प्रक्रियाएं केवल परमाणु या अणु में सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स को शामिल करती हैं, और नाभिक आदेश के एक कारक से छोटा होता है ~ 10 ^ -5 जो इसका मतलब है कि यह पूरी तरह से तस्वीर से बाहर है जहां तक रासायनिक प्रतिक्रियाओं का संबंध है।
केवल उन संभावित प्रक्रियाओं के लिए हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन पर कब्जा करने की प्रक्रिया शामिल है, जैसा कि अन्य लोगों ने यहां टिप्पणी अनुभाग में बताया है।
बेरिलियम के 2s इलेक्ट्रॉन रासायनिक संबंध में योगदान कर सकते हैं। इसलिए, जब एल-इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा 7Be का क्षय होता है, तो वह अपने परमाणु ऑर्बिटल्स से इलेक्ट्रॉनों को ले कर ऐसा करता है जो बॉन्डिंग में भाग ले सकते हैं। यह अपने क्षय दर को अपने रासायनिक परिवेश पर एक औसत दर्जे की डिग्री पर निर्भर करता है - परमाणु क्षय में एक दुर्लभ घटना।
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जवाब निश्चित रूप से सिद्धांत रूप में हां है, क्योंकि हमारे पास संबंधित क्षेत्र - परमाणु भौतिकी से एक आदर्श उदाहरण है। एक नंगे न्यूट्रॉन अस्थिर है; यह रेडियोधर्मी क्षय (बीटा क्षय) एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और एक न्यूट्रिनो को और लगभग 1000 सेकंड के आधे जीवन के साथ ऊर्जा का एक छोटा सा रिलीज करेगा। ब्रह्मांड 1000 सेकंड से भी अधिक पुराना है, तो कोई न्यूट्रॉन क्यों बचे हैं? नाभिक में न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के बीच मजबूत बंधन के कारण (मजबूत बल का उपयोग करते हुए, ना कि विद्युत चुम्बकीय बल जैसा कि केमिस्ट्री बांड में)। रोजमर्रा के नाभिकों के विशाल बहुमत में, क्षय के लिए ऊर्जावान प्रतिकूल होता है और कम-स्थिर नाभिक होता है, बहुत सारे प्रोटॉन और पर्याप्त न्यूट्रॉन नहीं होते हैं। कुछ नाभिक जहां यह सच नहीं है वे रेडियोधर्मी नाभिक हैं जो बीटा क्षय से गुजरते हैं।