Existem as seguintes formas de decaimento beta:
- Decaimento beta negativo – Decaimento de elétrons. No decaimento de elétrons, um núcleo rico em nêutrons emite um elétron de alta energia (β – partícula). Os elétrons são carregados negativamente com partículas quase sem massa. Devido à lei de conservação da carga elétrica, a carga nuclear deve aumentar em uma unidade. Nesse caso, o processo pode ser representado por:
- Decaimento beta positivo – Decaimento de pósitrons. No decaimento de pósitrons, um núcleo rico em prótons emite um pósitron (os pósitrons são antipartículas de elétrons e têm a mesma massa que os elétrons, mas com carga elétrica positiva) e, assim, reduzem a carga nuclear em uma unidade. Nesse caso, o processo pode ser representado por: Uma aniquilação ocorre quando um pósitron de baixa energia colide com um elétron de baixa energia.
- Decaimento Beta Inverso – Captura de Elétrons . A captura de elétrons , também conhecida como decaimento beta inverso, às vezes é incluída como um tipo de decaimento beta, porque o processo nuclear básico, mediado pela interação fraca, é o mesmo. Nesse processo, um núcleo rico em prótons também pode reduzir sua carga nuclear em uma unidade absorvendo um elétron atômico.
A emissão de elétrons foi um dos primeiros fenômenos de decaimento observados. O processo inverso, captura de elétrons , foi observado pela primeira vez por Luis Alvarez, em vanádio 48. Ele o relatou em um artigo de 1937 na Physical Review.
Em um reator nuclear, ocorre especialmente o decaimento β, porque a característica comum dos produtos de fissão é um excesso de nêutrons (consulte Estabilidade nuclear ). Um fragmento de fissão instável com excesso de nêutrons sofre β-decaimento, onde o nêutron é convertido em próton, elétron e antineutrino . Um nêutron livre também sofre esse tipo de decaimento. Um nêutron livre decairá com uma meia-vida de cerca de 611 segundos (10,3 minutos) em um próton, um elétron e um antineutrino (a contraparte do neutrino em antimatéria , uma partícula sem carga e com pouca ou nenhuma massa).