MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2011

Erstmalige Beobachtung am ESR (163Dy, 187Re, 206,207Tl)

Time-mirrored process of orbital electron-capture decay; predicted by Jean, Daudel and Lecoin in 1947 and observed at the ESR in 1992

Gebundener β-Zerfall

MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2011

eAZ

AZ eYX

1

])1([)(e

mBEZMZMQ Vn

em

ZBEZBEQ

mZBEZMZBEZMQ

nnn

nn e

1

110

ZBEZBEQ nnn 1Für 187Re, 241Pu: ist der β-Zerfall ins Kontinuum energetisch nicht mehr möglich.

KKnnnK BEQBEZBEZBEQQ 01

Q-Wert für elektrisch neutrale Atome: aus der Massendifferenz der atomaren Massen (Kernmasse + Masse der gebundenen Hüllenelektronen)

BEV = Bindungsenergie des äußersten Valenzelektrons (<25 eV), = Masse des Antineutrinos (<2 eV )

Q-Wert für vollständig ionisierte Atome:

BEn = Summe der Bindungsenergien aller Hüllenelektronen

Q-Wert für β-Zerfall in gebundenen Zustand der K-Schale:

BEK = Bindungsenergie der K-Schale

β-Zerfall in gebundene Zustände des Elektrons

MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2011

Parent and daughter ions are in the same spectrum

T. Ohtsubo et al., PRL 95 (2005) 052501

First direct observation of bound-state β-decay

MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2011

bound/continuum Verzweigungsverhältnis direkte Q-Wert Bestimmung → Fermi Funktion f(Z) des β- Zerfalls

Gebundener β-Zerfall: Ergebnisse

MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2011

bound/continuum Verzweigungsverhältnis: 10-20% direkte Q-Wert Bestimmung

Gebundener β-Zerfall: Ergebnisse