Doppia cattura elettronica

La doppia cattura elettronica è un processo di decadimento di un nucleo atomico. Per un nuclide (A, Z) con un numero nucleoni A e numero atomico Z, la doppia cattura elettronica può avvenire quando la massa del nuclide (A, Z-2) è minore.

In questo tipo di decadimento, due elettroni orbitali sono catturati da due protoni del nucleo per formare due neutroni, con l'emissione di due neutrini. Poiché due protoni sono trasformati in due neutroni il numero di massa A rimane inalterato, ma la scomparsa di due protoni significa che il numero atomico si è ridotto di due, quindi la doppia cattura elettronica ha trasformato il nuclide in un altro elemento, quello che precede l'atomo decaduto di due posizioni nella tavola periodica, come si può vedere dagli esempi.

Esempi:

$\mathrm {{}_{36}^{78}Kr} +\mathrm {2e^{-}} \rightarrow \mathrm {{}_{34}^{78}Se} +{2\nu _{e}}$

$\mathrm {{}_{\ 54}^{124}Xe} +2\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {{}_{\ 52}^{124}Te} +2\,\nu _{e}$

In molti casi questo tipo di decadimento è nascosto da altri tipi di decadimento più probabili (ad esempio la cattura elettronica singola), ma quando questi modi sono proibiti, allora la doppia cattura elettronica ha più probabilità di essere rilevata sperimentalmente. Si crede che esistano 34 isotopi naturali soggetti a doppia cattura elettronica. Sebbene la doppia cattura elettronica sia estremamente poco probabile (i modelli teorici prevedono una emivita (tempo di dimezzamento) superiore a 10²⁰ anni e le sole particelle rilevabili da questo processo siano raggi X e elettroni Auger in un intervallo di energie (~1-10 keV), soggetto a molto rumore di fondo, rendano di grande difficoltà la rilevazione sperimentale di tale fenomeno, l'esperimento Xenon1T ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso ha annunciato nel 2019 di averne osservato un'occorrenza.

Voci correlate

• Cattura elettronica
• Doppio decadimento beta