h2>Um modo menor … competindo com a emissão de positrões
A emissão de um positrónico e a captura de um electrão são reacções gémeas que resultam ambas na diminuição do número de prótons em 1 (de Z para Z-1) e na produção de um neutrino.O positron observado na fase final do decaimento beta (topo) é uma nova partícula que requer o 0,511 MeV da sua energia de massa de repouso para ser criada. Não existe tal limiar de energia no caso da captura de electrões (inferior). Em ambos os casos, praticamente toda a enegia liberada é transportada pelas partículas leves.
IN2P3A captura de elétrons é um modo de decaimento comparativamente menor causado pela força fraca. O exemplo mais conhecido é o de potássio 40 : 11% dos núcleos daquele isótopo de potássio presente no nosso corpo decaem por captura eletrônica.
A captura de elétrons desencadeia a emissão de um neutrino invisível pelo núcleo.
A captura de um elétron tem o mesmo efeito sobre um núcleo que a emissão de um positron: um de seus prótons se transforma em um nêutron, diminuindo a carga elétrica global do núcleo em 1 unidade. A captura de elétrons, juntamente com a decadência beta-positiva, é a forma da Natureza garantir que nenhum núcleo se torne muito pesado em prótons.
A decadência beta-mínima ordinária não tem nenhum concorrente na Terra no entanto para reduzir um excesso de neutrões, uma vez que a captura de positrões ocorreria num mundo feito de antimatéria.
O electrão capturado pertence ao grupo de electrões que orbitam em torno do núcleo. Tais captações acabam por ser difíceis. A maioria dos elétrons orbita o núcleo a grandes distâncias em relação ao núcleo. Mesmo os elétrons da camada K de elétrons mais interna estão longe do volume muito pequeno do núcleo onde operam as forças fracas responsáveis pela captura e transformam o elétron em um neutrino. Isto explica porque a captura de electrões é difícil e por isso rara.
Forças fracas estão por detrás da emissão de positrões e da captura de electrões. A captura de electrões ocorre muito menos frequentemente do que a emissão de um positrónico. Enquanto que a decomposição beta pode ocorrer espontaneamente quando energeticamente permitida, para uma captura de electrões as forças fracas requerem que o electrão entre em contacto próximo com um protão do núcleo. A probabilidade de um electrão, mesmo pertencente à casca ‘K’ mais interna, se encontrar dentro do núcleo é de facto muito baixa (para o potássio 40, o volume do núcleo é inferior a um bilionésimo do volume da camada K).
IN2P3 No entanto, a captura de electrões é mais económica em energia do que a emissão de positrões, seu concorrente. A criação de um positron requer 511 keV, a energia da massa do positron. Se a energia libertada no decaimento for inferior a 511 keV, não é permitida a emissão de um positron (beta-plus decaimento). Abaixo deste limiar energético, a captura de electrões torna-se o único processo disponível para reduzir um excesso de prótons.
As capturas de electrões passam muitas vezes despercebidas, pois o neutrino que transporta a energia libertada é impossível de detectar. O núcleo de recuo também mal se move, sendo os poucos microns que cobre muito pequenos para serem observados.
Estes eventos passariam despercebidos se não fosse a reestruturação a que o núcleo e as conchas de elétrons são submetidos. Os elétrons são geralmente capturados da camada K interna, deixando ‘buracos’ atrás deles. Um átomo com uma fenda na sua estrutura de electrões rearranja-se, emitindo raios X no processo ou os electrões de Auger. Tal captura também pode deixar o núcleo em estado excitado, com uma energia mais elevada o seu estado de terra, fazendo com que liberte raios gama de desexcitação.
Como resultado, o modo particular de decaimento da captura de electrões é muito difícil de detectar. Este modo de decaimento particular foi descoberto apenas em 1937 pelo físico americano Luis Alvarez (1911-1988), cerca de quarenta anos após a descoberta da radioatividade beta-negativa e apenas alguns anos após a observação dos decaimentos positron e beta-positivo.
Luis Alvarez, um físico laureado com o Nobel da Física, teve uma longa e brilhante carreira como físico. Por exemplo, longe da captura de electrões, propôs em 1980 uma explicação agora famosa sobre a extinção dos dinossauros, sugerindo que tinha sido causada por um asteróide que colidiu com a Terra há cerca de 160 milhões de anos.
Acesso à página em francês
/p>>div> Saiba mais :
Beta de radioactividade (β)
β decadência: forças fracas
Potássio 40
O neutrino-electrão