التحول الداخلي

يمكن للأنوية المثارة أن تفقد طاقتها بآلية أخرى غير إطلاق أشعة γ. ففي عملية التحول الداخلي تستطيع النواة أن تعطي طاقتها مباشرة إلى الكترون مداري، حيث يتفاعل المجال الكهرومغناطيسي للنواة مع الألكترونات الذرية مما ينتج عنه انتقال الطاقة من هذا المجال إلى الإلكترون المداري. وبالتالي تفقد النواة المثارة طاقتها التي تعطي إلى الإلكترون. كما ويمكن أن ينظر إلى ميكانيكية التفاعل كما يلي: يعمل المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن الإلكترونات الذرية على التشويش Perturbation على مجال النواة مما قد ينتج عنه حث لتحلل Decay المستويات المثارة إلى أخرى أقل إثارة منها أو إلى مستويات الاستقرار الأرضي.

كما ويمكن أيضاً افتراض أن الإلكترونات المدارية يمكنها اختراق Penetration النواة ومن ثم التقاط الطاقة منها والانطلاق خارج المدار الذري بينما يتم تحلل النواة - والتخلص من الطاقة - إلى مستويات طاقة أقل.

وبالتالي فإن الإلكترون المداري (K أو L أو..) سينطلق إلى الخارج بطاقة حركة T تعطي بالعلاقة:

(1)..........

حيث E_exc هي طاقة إثارة النواة (طاقة إشعاع γ).

E_B.E هي طاقة ترابط الإلكترون في مداره.

فإذا خرج الإلكترون من المدار K فإنه يسمى: الكترون تحول K وإذا خرج من المدار L فإنه يسمى: الكترون تحول L وهكذا بالنسبة لباقي المدارات. ويزداد احتمال انطلاق الإلكترونات من المدارات الداخلية عنها للخارجية وذلك لقربها من النواة.

وينافس التحول الداخلي انطلاق إشعاع γ من النواة. وغالباً ما يترافق التفاعلان معاً ولكن كل منهما مستقل عن الآخر. ومن ثم فإن ثابت الانحلال الكلي (λ_Tot) لحالة الإثارة يعطي بالعلاقة:

(2) ..........

حيث λ هو ثابت الانحلال عن طريق إطلاق شعاع γ.

λ_e هو ثابت الانحلال عن طريق التحول الداخلي.

كما وأن λ_e عبارة عن مجموع ثوابت الانحلال لإنطلاق الإلكترونات من المدار M , L , K... أي أن:

(3)     .........

وتشاهد الكترونات التحول الداخلي مع طيف جسيمات β. حيث تظهر على شكل أطياف خطية Line spectra تمتطي ظهر الطيف المستمر لجسيمات β وذلك كما يتضح من الشكل (1) حيث تظهر الخطوط L₂ , K₂ , L₁ , K₁، لاحظ أن الخط K₁ ناتج عن الكترون التحول الداخلي الناتج من المدار  L₁ , K هو الناتج عن المدار L . أما الرقم 1 تحت كل منهما فيدل على أن هذا التفاعل يتنافس مع طاقة إثارة معينة للنواة. وبالرجوع إلى الشكل (2) نجد أن الكترونات التحول L₁ ، K₁ ناتجة عن التنافس مع إشعاع γ₁. وهكذا بالنسبة لإلكترونات L₂ , K₂ فهي ناتجة عن التناف مع إشعاع γ₂. بنفس الشكل. كما ينبغي التذكير هنا أنه يمكن أن تنطلق الكترونات التحول الناتجة عن المدار M ولكن احتمال هذا التفاعل أقل كثيراً من سابقية ويحتاج إلى كاشف ذي تباين طاقة Energy Resolution عال كي يتم تمييزه عن خط L.

الشكل (1) طيف جسيمات B موضحاً عليه الكترونات التحول الداخلي.

الشكل (2) إنطلاق إشعاع و الذي يتبعه إشعاع جاما.