Differenza tra emissione di positroni e cattura di elettroni

Differenza principale - Emissione di positroni contro cattura di elettroni

Ci sono alcuni isotopi presenti in natura che sono instabili a causa dei numeri squilibrati di protoni e neutroni hanno nel loro nucleo di atomi. Pertanto, per diventare stabili, questi isotopi subiscono un processo spontaneo chiamato decadimento radioattivo. Il decadimento radioattivo fa convertire un isotopo di un particolare elemento in un isotopo di un elemento diverso. Esistono diversi percorsi di decadimento come emissione di positroni, emissione di negatroni e cattura di elettroni. L'emissione di positroni è il rilascio di un positrone e un neutrino di elettroni nel processo di decadimento radioattivo. La cattura elettronica è un processo che emette un neutrino elettronico. Entrambi questi processi avvengono in nuclei ricchi di protoni. Nell'emissione di positroni, un protone all'interno del nucleo radioattivo viene convertito in un neutrone mentre rilascia un positrone; nella cattura elettronica, un nucleo ricco di protoni di un atomo neutro assorbe un elettrone a guscio interno che converte quindi un protone in un neutrone, emettendo un neutrino elettronico. Questa è la principale differenza tra emissione di positroni e cattura di elettroni.

Aree chiave coperte

1. Cos'è l'emissione di positroni
     - Definizione, principio, esempio
2. Cos'è la cattura elettronica
     - Definizione, principio, esempio
3. Quali sono le somiglianze tra emissione di positroni ed acquisizione di elettroni
     - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra emissione di positroni ed acquisizione di elettroni
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Atomo, Elettrone, Neutrino elettronico, Nucleo, Neutron, Positron, Protone, Decadimento radioattivo

Cos'è l'emissione di positroni

L'emissione di positroni è un tipo di decadimento radioattivo in cui un protone all'interno di un nucleo radioattivo viene convertito in un neutrone mentre rilascia un positrone e un neutrino di elettroni. Questo è anche noto come beta più decadimento. Un positrone è una particella subatomica con la stessa massa di un elettrone e una carica numericamente uguale ma positiva. È anche chiamato beta particella (β⁺ o e +). Un neutrino elettronico (Ve) è una particella subatomica che non ha carica elettrica netta. L'emissione di positroni avviene in nuclei radioattivi ricchi di protoni.

Figura 1: Emissione di positroni in un diagramma

Nell'emissione di positroni, il numero atomico del nucleo è diminuito di 1. Il numero atomico di un atomo è il numero totale di protoni presenti nel nucleo. Ma nell'emissione di positroni, uno di questi protoni subisce una conversione. Provoca la riduzione del numero atomico. Tuttavia, il numero di massa dell'atomo rimarrà lo stesso. Questo perché il protone viene convertito in un neutrone e il numero di massa è la somma di protoni e neutroni nell'atomo. In seguito alla reazione nucleare è un esempio di emissione di positroni.

₆¹¹C →    ₅¹¹B + e⁺    +    Ve + energia

Questo è un isotopo di carbonio. È un isotopo radioattivo di carbonio. Decade al boro-11 tramite emissione di positroni. Il boro-11 è un isotopo stabile di boro.  

Cos'è la cattura elettronica

La cattura di elettroni è un tipo di decadimento radioattivo in cui il nucleo di un atomo assorbe un elettrone a guscio interno e converte un protone in un neutrone rilasciando un neutrino di elettroni e una radiazione gamma. Questo processo ha luogo in nuclei ricchi di protoni. Un elettrone a guscio interno è un elettrone proveniente da un livello di energia interna dell'atomo (es .: shell K, shell L). Contemporaneamente, questo processo causa il rilascio di un neutrino elettronico. La reazione nucleare per il processo può essere data come segue.

P + e^-    → n + Ve + γ

Figura 2: Principio di acquisizione di elettroni

La cattura di elettroni causa la riduzione di un numero atomico di 1 perché il numero atomico è il numero totale di protoni in un nucleo atomico, e in questo processo, un protone subisce la conversione in un neutrone. Tuttavia, il numero di massa non cambia. Poiché la cattura di elettroni si traduce in una perdita di un elettrone nel guscio di elettroni, è bilanciata dalla perdita di un protone (carica positiva), quindi l'atomo rimane elettricamente neutro.

¹³N₇ + e^- → ¹³C₆ + Ve + γ

La reazione di cui sopra dà la cattura elettronica di un isotopo di azoto. Forma un atomo di carbonio 13 insieme a un neutrino di elettroni e una radiazione gamma. Il carbonio-13 è un isotopo naturale e stabile del carbonio.

Somiglianze tra emissione di positroni ed acquisizione di elettroni

• Entrambe sono forme di decadimento radioattivo.
• Entrambe le forme si svolgono in protoni ricchi
• Entrambe le forme rilasciano il neutrino degli elettroni.
• Entrambe le forme non cambiano il numero atomico o il numero di massa di un atomo.

Differenza tra emissione di positroni e cattura di elettroni

Definizione

Emissione di positroni: L'emissione di positroni è un tipo di decadimento radioattivo in cui un protone all'interno di un nucleo radioattivo viene convertito in un neutrone mentre rilascia un positrone e un neutrino di elettroni.

Cattura elettronica: La cattura di elettroni è un tipo di decadimento radioattivo in cui il nucleo di un atomo assorbe un elettrone a guscio interno e converte un protone in un neutrone, rilasciando un neutrino di elettroni e una radiazione gamma.

emissione

Emissione di positroni: L'emissione di positroni emette un positrone insieme a un neutrino di elettroni.

Cattura elettronica: La cattura di elettroni emette un neutrino di elettroni e una radiazione gamma.

Principio

Emissione di positroni: L'emissione di positroni avviene come conversione di un protone in un neutrone, un positrone e un neutrino elettronico.

Cattura elettronica: La cattura di elettroni avviene come conversione di un protone in un neutrone e un neutrino di elettroni assorbendo un elettrone a guscio interno.

Conclusione

Il decadimento radioattivo di un isotopo instabile di un particolare elemento converte quell'isotopo in un diverso isotopo di un diverso elemento chimico. Ci sono diversi percorsi di decadimento. L'emissione di positroni e la cattura di elettroni sono due di questi percorsi. La principale differenza tra emissione di positroni e cattura di elettroni è che, nell'emissione di positroni, un protone all'interno del nucleo radioattivo viene convertito in un neutrone mentre rilascia un positrone mentre, nella cattura elettronica, un nucleo ricco di protoni di un atomo neutro assorbe un guscio interno elettrone che converte quindi un protone in un neutrone che emette un neutrino elettronico. 

Riferimento: 

1. Helmenstine, Anne Marie. "Definizione di cattura elettronica". ThoughtCo, 25 giugno 2014, disponibile qui.
2. "Decay Pathways." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 10 giugno 2017, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Beta-plus Decay" di Master-m1000 - Opera propria basata su: Beta-minus Decay.svg di Inductiveload (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Cattura di elettroni" di Master-m1000 - e fatto da sé. Questa immagine vettoriale è stata creata con Inkscape (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia