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Concept
Capture électronique
Résumé
vignette|Différents modes de désintégration radioactive : radioactivités α, β et β, capture électronique ε, émission de neutron n et .
La capture électronique (plus précisément capture électronique orbitale, section « Notations »), ou désintégration ε, ou parfois désintégration bêta inverse, est un processus de physique nucléaire au cours duquel un noyau atomique déficient en neutrons absorbe un électron situé sur une couche électronique de l’atome. Variante de la désintégration β, sa description théorique est formulée par la théorie publiée par Enrico Fermi en 1933. La conséquence de la capture, selon la loi de conservation de la charge électrique, est qu’il y a une transmutation de l’atome puisqu’un proton, en absorbant l’électron intrus devient un neutron, et émission d’un neutrino électronique pour conserver le nombre leptonique ; l’atome qui avait Z protons et N neutrons devient un atome avec (Z-1) protons et (N+1) neutrons :
⟶ + ,
où X et Y désignent respectivement le noyau père et le noyau fils. A est le nombre de masse.
Ce processus nucléaire est suivi de plusieurs émissions de photons pour que l’atome atteigne son état fondamental. D’une part, le noyau nouvellement formé peut se désexciter en émettant des photons γ s’il avait été formé dans un état excité. D’autre part, le cortège électronique se réorganise afin de combler la lacune laissée dans les couches internes par l’électron capturé. Cette réorganisation est accompagnée d’émissions de rayons X et/ou d’électrons Auger.
vignette|gauche|Gian-Carlo Wick a été le premier à théoriser l’existence de la décroissance par capture électronique.
vignette|Luis Alvarez fut le premier à observer expérimentalement la capture électronique.
Irène et Frédéric Joliot-Curie sont les premiers, en , à proposer la possibilité pour un noyau de décroitre après absorption d’un électron. Ils écrivent ainsi dans le Journal de Physique et Le Radium « On peut encore supposer que l’isotope inconnu Na n’est pas stable et se transforme spontanément en Ne par captation d’un électron extranucléaire.
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