31.4: Leis de decadência e conservação nuclear
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Objetivos de
Ao final desta seção, você poderá:
- Defina e discuta a decadência nuclear.
- Declare as leis de conservação.
- Explique o núcleo de pais e filhas.
- Calcule a energia emitida durante a decadência nuclear.
A decadência nuclear proporcionou uma janela incrível para o reino dos muito pequenos. A decadência nuclear deu a primeira indicação da conexão entre massa e energia e revelou a existência de duas das quatro forças básicas na natureza. Nesta seção, exploramos os principais modos de decaimento nuclear; e, como aqueles que os exploraram pela primeira vez, descobriremos evidências de partículas e leis de conservação até então desconhecidas.
Alguns nuclídeos são estáveis, aparentemente vivendo para sempre. Nuclídeos instáveis decaem (ou seja, são radioativos), eventualmente produzindo um nuclídeo estável após muitos decaimentos. Chamamos o nuclídeo original de pai e seus produtos de decomposição de filhas. Alguns nuclídeos radioativos decaem em uma única etapa para um núcleo estável. Por exemplo,\(\ce{^{60}Co}\) é instável e decai diretamente para\(\ce{^{60}Ni}\), que é estável. Outros, tal como\(\ce{^{238}U}\), decaem para outro nuclídeo instável, resultando em uma série de decaimento na qual cada nuclídeo subsequente decai até que um nuclídeo estável seja finalmente produzido. A série de decaimento que começa\(\ce{^{238}U}\) é de particular interesse, pois produz os isótopos radioativos\(\ce{^{226}Ra}\) e\(\ce{^{210}Po}\), que os Curies descobriram pela primeira vez (Figura\(\PageIndex{1}\)). O gás radônio também é produzido (\(\ce{^{222}Rn}\)na série), um risco natural cada vez mais reconhecido. Como o radônio é um gás nobre, ele emana de materiais, como o solo, contendo até mesmo vestígios\(\ce{^{238}U}\) e pode ser inalado. A decadência do radônio e de suas filhas produz danos internos. A série de\(\ce{^{238}U}\) decaimento termina com\(\ce{^{206}Pb}\), um isótopo estável de chumbo.
Observe que as filhas da\(\alpha\) decadência mostradas na Figura\(\PageIndex{1}\) sempre têm dois prótons a menos e dois nêutrons a menos do que os pais. Isso parece razoável, pois sabemos que o\(\alpha\) decaimento é a emissão de um\(\ce{^4He}\) núcleo, que tem dois prótons e dois nêutrons. As filhas da\(\beta\) decadência têm um nêutron a menos e um próton a mais do que seus pais. O decaimento beta é um pouco mais sutil, como veremos. Nenhuma\(\gamma\) decadência é mostrada na figura, porque não produz uma filha diferente da mãe.
Decaimento alfa
No decaimento alfa, um\(\ce{^4He}\) núcleo simplesmente se separa do núcleo parental, deixando uma filha com dois prótons a menos e dois nêutrons a menos do que o pai (Figura\(\PageIndex{2}\)). Um exemplo de\(\alpha\) decaimento é mostrado na Figura\(\PageIndex{2}\) para\(\ce{^{238}U}\). Outro nuclídeo que sofre\(\alpha\) decomposição é\(^{239}Pu\). As equações de decaimento para esses dois nuclídeos são
\[\ce{^{238}U \rightarrow ^{234}Th_{92} + ^4He}\]
\[\ce{^{239}Pu \rightarrow ^{235}U + ^4He}.\]
Se você examinar a tabela periódica dos elementos, verá que Th tem\(Z = 90\), dois a menos que U, que tem\(Z = 92\). Da mesma forma, na segunda equação de decaimento, vemos que U tem dois prótons a menos que Pu, que tem\(Z = 94\). A regra geral para\(\alpha\) decadência é melhor escrita no formato\(_Z^AX_N\). Se se sabe que um determinado nuclídeo se\(\alpha\) decompõe (geralmente essas informações devem ser consultadas em uma tabela de isótopos, como no Apêndice B),\(\alpha\) decay equation é
\[\ce{_{Z}^{A}X_N \rightarrow _{Z- 2}^{A -4} Y_{N - 2} + _2^4 He_2} \, (\alpha \, decay)\]
onde\(\ce{Y}\) está o nuclídeo que tem dois prótons a menos do que\(\ce{X}\), como\(\ce{Th}\) ter dois a menos que\(\ce{U}\). Então, se você soubesse que\(^{239}Pu \, \alpha\) decai e fosse solicitado a escrever a equação de decaimento completa, você primeiro procuraria qual elemento tem dois prótons a menos (um número atômico dois menor) e descobriria que isso é urânio. Então, como quatro nucleons se separaram do 239 original, sua massa atômica seria 235.
É instrutivo examinar as leis de conservação relacionadas à\(\alpha\) decadência. Você pode ver a partir da equação
\[\ce{_{Z}^{A} X_N \rightarrow _{Z- 2}^{A -4}Y_{N - 2} + _2^4He_2}\]
essa carga total é conservada. O momento linear e angular também são conservados. Embora o momento angular conservado não seja de grande importância nesse tipo de decaimento, a conservação do momento linear tem consequências interessantes. Se o núcleo estiver em repouso quando decai, seu momento é zero. Nesse caso, os fragmentos devem voar em direções opostas com momentos de magnitude igual para que o momento total permaneça zero. Isso faz com que a\(\alpha\) partícula leve a maior parte da energia, já que uma bala de um rifle pesado carrega a maior parte da energia da pólvora queimada para dispará-la. A massa total - a energia também é conservada: a energia produzida na decomposição vem da conversão de uma fração da massa original. Conforme discutido no modelo de Física Atômica, a relação geral é
\[E = (\Delta m)c^2. \label{einstein1}\]
Aqui\(E\) está a energia da reação nuclear (a reação pode ser decaimento nuclear ou qualquer outra reação) e\(\Delta m\) é a diferença de massa entre os produtos iniciais e finais. Quando os produtos finais têm menos massa total,\(\Delta m\) é positivo e a reação libera energia (é exotérmica). Quando os produtos têm maior massa total, a reação é endotérmica (\(\Delta m\)é negativa) e deve ser induzida com uma entrada de energia. Para que a\(\alpha\) decomposição seja espontânea, os produtos de decaimento devem ter uma massa menor que a do pai.
Exemplo\(\PageIndex{1}\): Alpha Decay Energy Found from Nuclear Masses
Encontre a energia emitida na\(\alpha\) decadência de\(\ce{^{239}Pu}\).
Estratégia
A energia da reação nuclear, como liberada no decaimento α, pode ser encontrada usando a equação\(E = (\Delta m)c^2\). Devemos primeiro encontrar\(\Delta m\) a diferença de massa entre o núcleo parental e os produtos da decomposição. Isso é feito facilmente usando as massas fornecidas no Apêndice A.
Solução
A equação de decaimento foi dada anteriormente para\(^{239}Pu\); isto é
\[^{239}Pu \rightarrow \, ^{235}U + ^4He. \nonumber\]
Assim, as massas pertinentes são as de\(^{239}Pu\)\(^{235}U\), e a\(\alpha\) partícula ou\(^4He\), todas listadas no Apêndice A. A missa inicial foi\(m(^{239}Pu) = 239.052157 \, u\). A massa final é a soma:
\(m(^{235}U) + m(^4He) = 235.043924 \, u + 4.002602 \, u = 239.046526 \, u.\)
Assim,
\[ \begin{align*} \Delta m &= m(^{239}Pu) - [m(^{235}U) + m(^4He)] \\[5pt] &= 239.052157 \, u - 239.046526 \, u \\[5pt] &= 0.0005631 \, u. \end{align*}\]
Agora podemos encontrar\(E\)\(\Delta m\) inserindo na Equação\ ref {einstein1}:
\[E = (\Delta m)c^2 = (0.005631 \, u)c^2. \nonumber \]
Nós sabemos\(1 \, u = 931.5 \, MeV/c^2\), e então
\[E = (0.005631)(931.5 \, MeV/c^2)(c^2) = 5.25 \, MeV. \nonumber\]
Discussão
A energia liberada nesse\(\alpha\) decaimento está na\(MeV\) faixa, cerca de\(10^6\) vezes maior que as energias típicas de reações químicas, consistente com muitas discussões anteriores. A maior parte dessa energia se torna energia cinética da\(\alpha\) partícula (ou\(^4He\) núcleo), que se afasta em alta velocidade. A energia transportada pelo recuo do\(^{235}U\) núcleo é muito menor para conservar o impulso. O\(^{235}U\) núcleo pode ser deixado em um estado excitado para posteriormente emitir fótons (\(\gamma\)raios). Esse decaimento é espontâneo e libera energia, porque os produtos têm menos massa do que o núcleo parental. A questão de por que os produtos têm menos massa será discutida na Binding Energy. Observe que as massas dadas no Apêndice A são massas atômicas de átomos neutros, incluindo seus elétrons. A massa dos elétrons é a mesma antes e depois do\(α\) decaimento, e assim suas massas se subtraem ao encontrar\(\Delta m\). Nesse caso, existem 94 elétrons antes e depois do decaimento.
Decadência beta
Na verdade, existem três tipos de decaimento beta. O primeiro descoberto foi o decaimento beta “comum” e é chamado de\(\beta^-\) decaimento ou emissão de elétrons. O símbolo\(\beta^-\) representa um elétron emitido no decaimento beta nuclear. O cobalto-60 é um nuclídeo que se\(\beta^-\) decompõe da seguinte maneira:
\[\ce{^{60}Co \rightarrow ^{60}Ni + \beta^{-} + } \text{neutrino}.\]
O neutrino é uma partícula emitida no decaimento beta que foi imprevista e é de fundamental importância. O neutrino nem mesmo foi proposto em teoria até mais de 20 anos após se saber que o decaimento beta envolvia emissões de elétrons. Os neutrinos são tão difíceis de detectar que a primeira evidência direta deles não foi obtida até 1953. Os neutrinos são quase sem massa, não têm carga e não interagem com os nucleons por meio da forte força nuclear. Viajando aproximadamente à velocidade da luz, eles têm pouco tempo para afetar qualquer núcleo que encontrem. Isto é, devido ao fato de que eles não têm carga (e não são ondas EM), eles não interagem por meio da força EM. Eles interagem por meio de uma força nuclear relativamente fraca e de muito curto alcance. Consequentemente, os neutrinos escapam de quase todos os detectores e penetram em quase todas as blindagens. No entanto, os neutrinos transportam energia, momento angular (são férmions com rotação semi-integral) e momento linear longe de um decaimento beta. Quando medições precisas do decaimento beta foram feitas, ficou claro que a energia, o momento angular e o momento linear não eram contabilizados apenas pelo núcleo filho e pelo elétron. Ou uma partícula anteriormente insuspeitada os estava levando embora ou três leis de conservação estavam sendo violadas. Wolfgang Pauli fez uma proposta formal para a existência de neutrinos em 1930. O físico americano nascido na Itália Enrico Fermi (1901—1954) deu o nome aos neutrinos, significando pequenos neutros, quando desenvolveu uma teoria sofisticada de decaimento beta (Figura\(\PageIndex{3}\)). Parte da teoria de Fermi era a identificação da força nuclear fraca como sendo distinta da força nuclear forte e, de fato, responsável pelo decaimento beta.
O neutrino também revela uma nova lei de conservação. Existem várias famílias de partículas, uma das quais é a família dos elétrons. Propomos que o número de membros da família de elétrons seja constante em qualquer processo ou sistema fechado. Em nosso exemplo de decaimento beta, não há membros da família de elétrons presentes antes do decaimento, mas depois, há um elétron e um neutrino. Portanto, os elétrons recebem um número da família de elétrons de\(+1\). O neutrino em\(\beta^-\) decaimento é o antineutrino de um elétron, dado o símbolo\(\overline{\nu}_e\), onde\(\nu\) está a letra grega nu, e o subscrito e significa que esse neutrino está relacionado ao elétron. A barra indica que isso é uma partícula de antimatéria. (Todas as partículas têm contrapartes de antimatéria que são quase idênticas, exceto pelo fato de terem a carga oposta. A antimatéria está quase totalmente ausente na Terra, mas é encontrada no decaimento nuclear e em outras reações nucleares e de partículas, bem como no espaço sideral.) O antineutrino do elétron\(\overline{\nu}_e\), sendo antimatéria, tem um número da família de elétrons de\(-1\). O total é zero, antes e depois da decadência. A nova lei de conservação, obedecida em todas as circunstâncias, afirma que o número total da família de elétrons é constante. Um elétron não pode ser criado sem também criar um membro da família da antimatéria. Essa lei é análoga à conservação da carga em uma situação em que a carga total é originalmente zero, e quantidades iguais de carga positiva e negativa devem ser criadas em uma reação para manter o zero total.
Se um nuclídeo\(_Z^AX_N\) é conhecido por\(\beta^-\) decair, então sua equação de\(\beta^-\) decaimento é
\[_Z^AX_N \rightarrow _{Z+1}^AY_{N-1} + \beta^- + \overline{\nu}_e (\beta^- \, decay),\]
onde Y é o nuclídeo com um próton a mais que X (Figura\(\PageIndex{4}\)). Então, se você sabe que um determinado nuclídeo\(\beta^-\) decai, você pode encontrar o núcleo filho procurando primeiro o pai e depois determinando qual elemento tem número atômico\(Z + 1\).\(Z\) No exemplo da\(\beta^-\) decadência de\(^{60}Co\) dado anteriormente, vemos que\(Z = 27\) para Co e\(Z = 28\) é Ni. É como se um dos nêutrons do núcleo parental decaísse em um próton, elétron e neutrino. Na verdade, os nêutrons fora dos núcleos fazem exatamente isso: eles vivem em média apenas alguns minutos e\(\beta^-\) decaem da seguinte maneira:
\[n \rightarrow p + \beta^- + \overline{\nu}_e.\]
Vemos que a carga é conservada na\(\beta^-\) decadência, já que a carga total é\(Z\) antes e depois da deterioração. Por exemplo, em\(^{60}Co\) decaimento, a carga total é 27 antes da decomposição, já que o cobalto tem\(Z = 27\). Após o decaimento, o núcleo filho é Ni, que tem\(Z = 28\), e há um elétron, de modo que a carga total também é\(28 + (-1)\) ou 27. O momento angular é conservado, mas não obviamente (você precisa examinar detalhadamente os giros e os momentos angulares dos produtos finais para verificar isso). O momento linear também é conservado, transmitindo novamente a maior parte da energia de decaimento ao elétron e ao antineutrino, uma vez que eles têm massa baixa e zero, respectivamente. Outra nova lei de conservação é obedecida aqui e em outros lugares da natureza. O número total de nucleons\(A\) é conservado. Em\(^{60}Co\) decomposição, por exemplo, existem 60 nucleons antes e depois do decaimento. Observe que o total também\(A\) é conservado na\(\alpha\) decadência. Observe também que o número total de prótons muda, assim como o número total de nêutrons, de modo que o total\(Z\) e o total não\(N\) sejam conservados em\(\beta^-\) decaimento, pois estão em\(\alpha\) decaimento. A energia liberada na\(\beta^-\) decomposição pode ser calculada com base nas massas do pai e dos produtos.
Exemplo\(\PageIndex{1}\): \(\beta^-\) Decay Energy from Masses
Encontre a energia emitida na\(\beta^-\) decadência de\(^{60}Co\).
Estratégia e conceito
Como no exemplo anterior, devemos primeiro encontrar\(\Delta m\) a diferença de massa entre o núcleo parental e os produtos da decomposição, usando as massas dadas no Apêndice A. Em seguida, a energia emitida é calculada como antes, usando\(E = (\Delta m)c^2\). A massa inicial é apenas a do núcleo pai, e a massa final é a do núcleo filho e do elétron criado no decaimento. O neutrino não tem massa, ou quase isso. No entanto, como as massas dadas no Apêndice A são para átomos neutros, o núcleo filho tem um elétron a mais que o pai e, portanto, a massa extra de elétrons que corresponde ao\(\beta^-\) está incluída na massa atômica de Ni. Assim,\[ \Delta m = m(^{60}Co) - m(^{60}Ni ).\]
Solução
A equação de\(\beta^-\) decaimento para\(^{60}Co\) é
\[_{27}^{60}Co_{33} \rightarrow _{28}^{60}Ni_{32} + \beta^- + \overline{\nu}_e.\]
Como percebido,
\[\Delta m = m(^{60}Co) - m(^{60}Ni ).\]
Entrando nas massas encontradas no Apêndice A dá
\[\Delta m = 59.933820 \, u - 59.930789 \, u = 0.003031 \, u. \nonumber\]
Assim,
\[ E = (\Delta m)c^2 = (0.003031 \, u)c^2.\]Usando\(1 \, u = 031.5 \, MeV/c^2\)
e obtemos
\[E = (0.003031)(931.5 \, MeV/c^2)(c^2) = 2.82 \, MeV. \nonumber\]
Discussão e implicações
Talvez a coisa mais difícil desse exemplo seja se convencer de que a\(\beta^-\) massa está incluída na massa atômica de\(^{60}Ni\). Além disso, há outras implicações. Novamente, a energia de decaimento está na faixa de MeV. Essa energia é compartilhada por todos os produtos da decomposição. Em muitos\(^{60}Co\) decaimentos, o núcleo filho\(^{60}Ni\) fica em um estado excitado e emite fótons (\ gama\) (raios). A maior parte da energia restante vai para o elétron e o neutrino, já que a energia cinética de recuo do núcleo filho é pequena. Uma nota final: o elétron emitido em\(\beta^-\) decaimento é criado no núcleo no momento da decomposição.
O segundo tipo de decaimento beta é menos comum que o primeiro. É\(\beta^+\) decadência. Certos nuclídeos decaem pela emissão de um elétron positivo. Isso é decaimento de antielétrons ou pósitrons (Figura\(\PageIndex{5}\)).
O antielétron é frequentemente representado pelo símbolo\(e^+\), mas no decaimento beta é escrito\(\beta^+\) para indicar que o antielétron foi emitido em um decaimento nuclear. Os antielétrons são a contraparte antimatéria dos elétrons, sendo quase idênticos, tendo a mesma massa, spin e assim por diante, mas com uma carga positiva e um número da família de elétrons de\(-1\). Quando um pósitron encontra um elétron, há uma aniquilação mútua na qual toda a massa do par antielétron-elétron é convertida em energia fotônica pura. (A reação,\(e^+ + e^- \rightarrow \gamma + \gamma\), conserva o número da família de elétrons, bem como todas as outras quantidades conservadas.) Se um nuclídeo\(_Z^AX_N\) é conhecido por\(\beta^+\) decair, então sua equação de\(\beta^+\) decaimento é
\[_Z^AX_N \rightarrow _{Z-1}^AY_{N+1} + \beta^+ + \nu_e (\beta^+ \, decay),\]
onde Y é o nuclídeo com um próton a menos que X (para conservar carga) e\(\nu_e\) é o símbolo do neutrino do elétron, que tem um número da família de elétrons de\(+1\). Como um membro antimatéria da família de elétrons (a\(\beta^+\)) é criado no decaimento, um membro da matéria da família (aqui o) também\(\nu_e\) deve ser criado. Dado, por exemplo, que\(^{22}Na \, \beta^+\) decai, você pode escrever sua equação de decaimento completa descobrindo primeiro que\(Z = 11\) para\(^{22}Na\), para que o nuclídeo filho tenha\(Z = 10\), o número atômico do néon. Assim, a equação de\(\beta^+\) decaimento para\(^{22}Na\) é
\[_{11}^{22}Na_{11} \rightarrow _{10}^{22}Ne_{12} + \beta^+ + \nu_e.\]
Em\(\beta^+\) decadência, é como se um dos prótons do núcleo parental decaísse em um nêutron, um pósitron e um neutrino. Os prótons não fazem isso fora do núcleo e, portanto, a decadência se deve às complexidades da força nuclear. Note novamente que o número total de nucleons é constante nesta e em qualquer outra reação. Para encontrar a energia emitida em\(\beta^+\) decaimento, você deve contar novamente o número de elétrons nos átomos neutros, já que as massas atômicas são usadas. A filha tem um elétron a menos que o pai, e uma massa de elétrons é criada no decaimento. Assim, em\(\beta^+\) decadência,
\[\Delta m = m(parent) - [m(daughter) + 2m_e],\]
já que usamos as massas de átomos neutros.
A captura de elétrons é o terceiro tipo de decaimento beta. Aqui, um núcleo captura um elétron da camada interna e sofre uma reação nuclear que tem o mesmo efeito da\(\beta^+\) decomposição. A captura de elétrons às vezes é indicada pelas letras EC. Sabemos que os elétrons não podem residir no núcleo, mas essa é uma reação nuclear que consome o elétron e ocorre espontaneamente somente quando os produtos têm menos massa do que o pai mais o elétron. Se se sabe que um\(_Z^AX_N\) nuclídeo sofre captura de elétrons, então sua equação de captura de elétrons é
\[_Z^AX_N + e^- \rightarrow _{Z-1}^AY_{N+1} + \nu_e (electron \, capture, \, or \, EC).\]
Qualquer nuclídeo que possa\(\beta^+\) decair também pode sofrer captura de elétrons (e geralmente faz as duas coisas). As mesmas leis de conservação são obedecidas tanto para a CE quanto para a\(\beta^+\) decadência. É uma boa prática confirmá-los por si mesmo.
Todas as formas de decaimento beta ocorrem porque o nuclídeo original é instável e está fora da região de estabilidade no gráfico de nuclídeos. Os nuclídeos que têm relativamente mais nêutrons do que aqueles na região de estabilidade\(\beta^-\) decairão para produzir uma filha com menos nêutrons, produzindo uma filha mais próxima da região de estabilidade. Da mesma forma, aqueles nuclídeos com relativamente mais prótons do que aqueles na região de estabilidade\(\beta^-\) decairão ou sofrerão captura de elétrons para produzir uma filha com menos prótons, mais próxima da região de estabilidade.
Decaimento gama
O decaimento gama é a forma mais simples de decaimento nuclear - é a emissão de fótons energéticos pelos núcleos deixados em estado excitado por algum processo anterior. Prótons e nêutrons em um núcleo excitado estão em orbitais mais altos e caem para níveis mais baixos por emissão de fótons (análogo aos elétrons em átomos excitados). Os estados excitados nucleares têm uma vida útil normalmente de apenas cerca de\(10^{-14}\) s, uma indicação da grande força das forças que puxam os nucleons para estados inferiores. A equação de\(\gamma\) decaimento é simplesmente
\[\ce{_{Z}^{A}X_{N}^{*} \rightarrow _{Z}^{A}X_N + \gamma_1 + \gamma_2 + . . .} (\gamma \, decay)\]
onde o asterisco indica que o núcleo está em um estado excitado. Pode haver um ou mais\(\gamma\) s emitidos, dependendo de como o nuclídeo desexcita. Em decaimento radioativo, a\(\gamma\) emissão é comum e é precedida por\(\gamma\) ou\(\beta\) decaimento. Por exemplo, quando se\(^{60}Co \, \beta^-\) decompõe, geralmente deixa o núcleo filho em um estado excitado, escrito\(\ce{^{60}Ni*}\). Em seguida, o núcleo de níquel\(\gamma\) decai rapidamente pela emissão de dois\(\gamma\) s penetrantes.
\[\ce{^{60}Ni^{*} \rightarrow ^{60}Ni + \gamma_1 + \gamma_2.}\]
Eles são chamados de\(\gamma\) raios de cobalto, embora venham do níquel — eles são usados para terapia do câncer, por exemplo. Novamente, é construtivo verificar as leis de conservação da decomposição gama. Finalmente, como o\(\gamma\) decaimento não muda o nuclídeo para outra espécie, ele não é destacado em gráficos de séries de decaimento, como o da Figura.
Existem outros tipos de decaimento nuclear, mas eles ocorrem com menos frequência do que\(\alpha\),\(\beta\), e\(\gamma\) decaem. A fissão espontânea é a mais importante das outras formas de decaimento nuclear por causa de suas aplicações em energia e armas nucleares. Isso será abordado no próximo capítulo.
Resumo
- Quando um núcleo parental decai, ele produz um núcleo filho seguindo regras e leis de conservação. Existem três tipos principais de decaimento nuclear, chamados alfa (\(\alpha\)) beta (\(\beta\)) e gama (\(\gamma\)). A equação de\(\alpha\) decaimento é\[_Z^AX_N \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y_{N-2} + _2^4He_2. \nonumber\]
- A decadência nuclear libera uma quantidade de energia\(E\) relacionada à massa destruída\(\Delta m\) por\[E = (\Delta m)c^2. \nonumber\]
- Existem três formas de decaimento beta. A equação de\(\beta^-\) decaimento é\[_Z^AX_N \rightarrow _{Z+1}^AY_{N-1} + \beta^- + \overline{\nu}_e. \nonumber\]
- A equação de\(\beta^+\) decaimento é\[_Z^AX_N \rightarrow _{Z-1}^AY_{N+1} + \beta^+ + \nu_e. \nonumber\]
- A equação de captura de elétrons é\[_Z^AX_N + e^- \rightarrow _{Z-1}^AY_{N+1} + \nu_e. \nonumber\]
- \(\beta^-\)é um elétron,\(\beta^+\) é um antielétron ou pósitron,\(\nu_e\) representa o neutrino de um elétron e\(\overline{\nu}_e\) é o antineutrino de um elétron. Além de todas as leis de conservação conhecidas anteriormente, surgem duas novas: conservação do número da família de elétrons e conservação do número total de nucleons. A equação de\(\gamma\) decaimento é\[_Z^AX*_N \rightarrow _Z^AX_N + \gamma_1 + \gamma_2 + . . . \nonumber\] onde\(\gamma\) está um fóton de alta energia originado em um núcleo.
Glossário
- pai
- o estado original do núcleo antes da decadência
- filha
- o núcleo obtido quando o núcleo parental decai e produz outro núcleo seguindo as regras e as leis de conservação
- pósitron
- a partícula que resulta do decaimento beta positivo; também conhecida como antielétron
- decadência
- o processo pelo qual um núcleo atômico de um átomo instável perde massa e energia ao emitir partículas ionizantes
- decaimento alfa
- tipo de decaimento radioativo em que um núcleo atômico emite uma partícula alfa
- decaimento beta
- tipo de decaimento radioativo em que um núcleo atômico emite uma partícula beta
- decaimento gama
- tipo de decaimento radioativo no qual um núcleo atômico emite uma partícula gama
- equação de decaimento
- a equação para descobrir quanto de um material radioativo resta após um determinado período de tempo
- energia de reação nuclear
- a energia criada em uma reação nuclear
- neutrino
- uma partícula subatômica elementar eletricamente neutra e de interação fraca
- antineutrino do elétron
- antipartícula do neutrino do elétron
- decaimento de pósitrons
- tipo de decaimento beta em que um próton é convertido em nêutron, liberando um pósitron e um neutrino
- antielétron
- outro termo para pósitron
- série decay
- processo pelo qual os nuclídeos subsequentes decaem até que um nuclídeo estável seja produzido
- neutrino do elétron
- uma partícula elementar subatômica que não tem carga elétrica líquida
- antimatéria
- composto de antipartículas
- captura de elétrons
- o processo no qual um nuclídeo rico em prótons absorve um elétron atômico interno e emite simultaneamente um neutrino
- equação de captura de elétrons
- equação representando a captura de elétrons