이중 전자 포획
Double electron capture| 핵물리학 |
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| 핵·핵자(p, n)·핵물질·핵력·핵구조·핵반응 |
이중 전자 포획은 원자핵의 [1]붕괴 모드이다.다수의 핵자 A와 원자번호 Z를 가진 핵종(A, Z)은 핵종(A, Z-2)의 질량이 작을 경우에만 이중전자 포획이 가능하다.
이 붕괴 모드에서는 궤도 전자 중 두 개가 핵의 두 양성자에 의해 약한 상호작용을 통해 포착되어 두 개의 중성자를 형성한다(이 과정에서 두 개의 중성미자가 방출된다).양성자가 중성자로 바뀌기 때문에 중성자의 수는 2개 증가하는 반면 양성자 Z의 수는 2개 감소하며 원자질량수 A는 변하지 않는다.그 결과 원자번호를 2개 줄임으로써 이중전자포착은 핵종을 다른 [2]원소로 변환한다.
예제:
희귀.
대부분의 경우 이 붕괴 모드는 단일 전자 포획과 같은 더 적은 입자를 포함하는 더 가능성이 높은 다른 모드에 의해 가려집니다.다른 모든 모드가 "금지"되면(강력하게 억제됨), 이중 전자 포획이 주요 붕괴 모드가 됩니다.이중 전자포획을 하는 것으로 추정되는 자연발생 핵자는 34개지만 Kr, Ba, Xe [3]등 3개 핵종만 붕괴된 것을 관측해 이 과정을 확인했다.
한 가지 이유는 이중 전자 포획 확률이 매우 낮기 때문입니다. 이 모드의 반감기는 10년을 훨씬20 넘습니다.두 번째 이유는 이 과정에서 검출 가능한 입자는 들뜬 원자껍질에 의해 방출되는 X선과 오거 전자뿐이기 때문이다.에너지 범위(~1–10 keV)에서 배경은 일반적으로 높다.따라서 이중 전자 포획의 실험적인 검출은 이중 베타 붕괴의 경우보다 더 어렵다.
이중 전자 포획은 딸핵의 들뜸을 수반할 수 있다.그 후, 그것의 디 들뜸은 수백 [citation needed]keV의 에너지를 가진 광자의 방출을 동반한다.
양전자 방출 모드
만약 모체 원자와 딸 원자의 질량 차이가 전자의 두 질량 이상이라면, 그 과정에서 방출되는 에너지는 양전자 방출에 의한 전자 포획이라고 불리는 또 다른 붕괴 형태를 허용하기에 충분하다.이것은 이중 전자 포획과 함께 발생하며, 핵 성질에 따라 분지 비율이다.
질량 차이가 4개의 전자 질량(2.044 MeV)보다 클 경우, 이중 양전자 붕괴라고 불리는 세 번째 모드가 허용됩니다.이 세 가지 모드를 통해 동시에 붕괴할 수 있는 자연발생 핵종은[which?] 6개뿐입니다.
중성미자 이중 전자 포획
두 개의 전자를 포착하고 두 개의 중성미자를 방출하는 위에서 설명한 과정은 입자물리학 표준모형에 의해 허용된다.보존법(렙톤 번호 보존 포함)을 위반하지 않습니다.하지만, 만약 렙톤수가 보존되지 않거나 중성미자가 그 자체의 반입자라면, 다른 종류의 과정이 일어날 수 있습니다: 소위 중성미자 이중 전자 포획입니다.이 경우 두 개의 전자는 핵에 의해 포착되지만 중성미자는 [4]방출되지 않는다.이 과정에서 방출되는 에너지는 내부 제동 감마 양자(bremsstrong gamma quantum)에 의해 운반됩니다.
예제:
이 붕괴 모드는 실험적으로 관찰된 적이 없으며, 관찰된 경우 표준 모델과 모순됩니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Hirsch, M.; et al. (1994). "Nuclear structure calculation of β+β+, β+/EC and EC/EC decay matrix elements". Zeitschrift für Physik A. 347 (3): 151–160. Bibcode:1994ZPhyA.347..151H. doi:10.1007/BF01292371.
- ^ Abe, K.; Hiraide, K.; Ichimura, K.; Kishimoto, Y.; Kobayashi, K.; Kobayashi, M.; Moriyama, S.; Nakahata, M.; Norita, T.; Ogawa, H.; Sato, K. (2018-05-01). "Improved search for two-neutrino double electron capture on 124Xe and 126Xe using particle identification in XMASS-I". Progress of Theoretical and Experimental Physics. 2018 (5). doi:10.1093/ptep/pty053.
- ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ^ Bernabeu, J.; de Rujula, A.; Jarlskog, C. (15 August 1985). "Neutrinoless double electron capture as a tool to measure the electron neutrino mass" (PDF). Nuclear Physics B. 223 (1): 15–28. Bibcode:1983NuPhB.223...15B. doi:10.1016/0550-3213(83)90089-5.
