La capture électronique est un processus dans lequel un noyau parent capture l’un de ses électrons orbitaux et émet un neutrino. La capture électronique, également connue sous le nom de désintégration bêta inverse, est parfois incluse comme type de désintégration bêta , car le processus nucléaire de base, médié par l’interaction faible, est le même. Dans ce processus, un noyau riche en protons peut également réduire sa charge nucléaire d’une unité en absorbant un électron atomique.
Dans ce processus, un noyau parent peut capturer l’un de ses électrons orbitaux et émet un neutrino . L’électron est normalement capturé à partir de la coquille interne d’un atome (coquille K). Ce processus rivalise avec la désintégration bêta positive, qui est plus courante pour les noyaux plus légers. La capture électronique est le principal mode de désintégration des isotopes avec une différence d’énergie insuffisante (Q <2 x 511 keV) entre l’isotope et sa fille potentielle pour que le nucléide se désintègre en émettant un positron. D’un autre côté, la capture électronique est toujours un mode de désintégration alternatif pour les isotopes radioactifs qui ont suffisamment d’énergie pour se désintégrer par émission de positrons.
Le nucléide fille résultant, s’il est dans un état excité, passe ensuite à son état fondamental, généralement une émission de rayons gamma, mais la désexcitation peut également avoir lieu par conversion interne. Étant donné que le processus laisse une vacance dans le niveau d’énergie électronique d’où provient l’électron, les électrons externes de l’atome descendent pour remplir les niveaux atomiques inférieurs, et un ou plusieurs rayons X caractéristiques sont généralement émis. Parfois, les rayons X peuvent interagir avec un autre électron orbital, qui peut être éjecté de l’atome. Ce deuxième électron éjecté est appelé électron Auger.
EC avec émission de rayons X
EC avec effet Auger
Théorie de la désintégration bêta – faible interaction
La désintégration bêta est régie par l’ interaction faible . Au cours d’ une désintégration bêta de deux bas quarks se transforme en un quark par l’ émission d’ un W – boson (emporte une charge négative). Le W – boson se désintègre en une particule bêta et un antineutrino . Ce processus est équivalent au processus dans lequel un neutrino interagit avec un neutron.
Comme on peut le voir sur la figure, la faible interaction change une saveur de quark en une autre. Notez que le modèle standard compte six saveurs de quarks et six saveurs de leptons. L’ interaction faible est le seul processus dans lequel un quark peut changer en un autre quark, ou un lepton en un autre lepton (changement de saveur). Ni l’ interaction forte ni électromagnétiquepermettre le changement de saveur. Ce fait est crucial dans de nombreuses désintégrations de particules nucléaires. Dans le processus de fusion, qui, par exemple, alimente le Soleil, deux protons interagissent via la force faible pour former un noyau de deutérium, qui réagit davantage pour générer de l’hélium. Sans l’interaction faible, le diproton se désintégrerait en deux protons non liés à l’hydrogène-1 par émission de protons. En conséquence, le soleil ne brûlerait pas sans lui car l’interaction faible provoque la transmutation p -> n.
Contrairement à la désintégration alpha , ni la particule bêta ni son neutrino associé n’existent dans le noyau avant la désintégration bêta, mais sont créés au cours du processus de désintégration. Par ce processus, les atomes instables obtiennent un rapport plus stable de protons aux neutrons. La probabilité de décomposition d’un nucléide en raison de la bêta et d’autres formes de décomposition est déterminée par son énergie de liaison nucléaire. Pour que l’émission d’électrons ou de positons soit possible sur le plan énergétique, la libération d’énergie (voir ci-dessous) ou la valeur Q doit être positive.
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