Captura dupla de elétrons - Double electron capture
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A captura de elétrons duplos é um modo de decaimento de um núcleo atômico . Para um nuclídeo ( A , Z ) com um número de núcleos A e número atômico Z , a captura dupla de elétrons só é possível se a massa do nuclídeo ( A , Z −2) for menor.
Nesse modo de decaimento, dois dos elétrons orbitais são capturados por meio da interação fraca por dois prótons no núcleo, formando dois nêutrons (dois neutrinos são emitidos no processo). Uma vez que os prótons são transformados em nêutrons, o número de nêutrons aumenta em dois, enquanto o número de prótons Z diminui em dois, e o número de massa atômica A permanece inalterado. Como resultado, ao reduzir o número atômico em dois, a captura dupla de elétrons transforma o nuclídeo em um elemento diferente .
Exemplo:
|
130 56 BA |
+ | 2 e - |
→ |
130 54 Xe |
+ | 2 ν e |
Raridade
Na maioria dos casos, esse modo de decaimento é mascarado por outros modos mais prováveis envolvendo menos partículas, como a captura de um único elétron . Quando todos os outros modos são “proibidos” (fortemente suprimidos), a captura de elétrons duplos torna-se o principal modo de decaimento. Existem 34 núcleos de ocorrência natural que se acredita sofrerem captura dupla de elétrons, mas o processo foi confirmado pela observação do decaimento de apenas três nuclídeos: 78
36 Kr , 130
56 Ba , e 124
54 Xe .
Uma razão é que a probabilidade de captura de elétrons duplos é estupendamente pequena; as meias-vidas para este modo estão bem acima de 10 20 anos. Uma segunda razão é que as únicas partículas detectáveis criadas neste processo são os raios X e os elétrons Auger que são emitidos pela camada atômica excitada. Na faixa de suas energias (~ 1–10 keV ), o background costuma ser alto. Assim, a detecção experimental da captura dupla de elétrons é mais difícil do que a do decaimento beta duplo .
A captura de elétrons duplos pode ser acompanhada pela excitação do núcleo filho. Sua desexcitação, por sua vez, é acompanhada por uma emissão de fótons com energias de centenas de keV.
Modos com emissão de pósitrons
Se a diferença de massa entre os átomos mãe e filha for maior que duas massas de um elétron (1,022 MeV ), a energia liberada no processo é suficiente para permitir outro modo de decaimento, denominado captura de elétrons com emissão de pósitrons . Ocorre junto com a captura dupla de elétrons, sua razão de ramificação dependendo das propriedades nucleares.
Quando a diferença de massa é maior do que quatro massas de elétrons (2,044 MeV), o terceiro modo, denominado decaimento de pósitron duplo , é permitido. Apenas seis nuclídeos de ocorrência natural podem decair por meio desses três modos simultaneamente.
Captura dupla de elétrons sem neutrinos
O processo descrito acima com a captura de dois elétrons e emissão de dois neutrinos (captura de dois elétrons de dois neutrinos) é permitido pelo Modelo Padrão de física de partículas : Nenhuma lei de conservação (incluindo a conservação do número de leptões ) é violada. Porém, se o número do leptão não for conservado, ou se o neutrino for sua própria antipartícula , outro tipo de processo pode ocorrer: a chamada captura de duplo elétron sem neutrino. Nesse caso, dois elétrons são capturados pelo núcleo, mas os neutrinos não são emitidos. A energia liberada neste processo é carregada por um quantum interno de gama bremsstrahlung .
Exemplo:
Este modo de decadência nunca foi observado experimentalmente e contradiria o Modelo Padrão se fosse observado.
Veja também
- Queda beta dupla
- Decaimento beta duplo sem neutrinos
- Decadência beta
- Neutrino
- Radiação de partícula
- Isótopo radioativo
Referências
links externos
- "Radioatividade detectada a partir de uma meia-vida de uma vez a cada trilhão de universos" . Ciência. Ars Technica . Abril de 2019. arXiv : 1904.11002 . doi : 10.1038 / s41586-019-1124-4 .