En términos sencillos, ¿por qué es más común la desintegración beta negativa que la beta positiva?
Sé que tiene que ver con la ocurrencia dentro/fuera del núcleo, pero no encuentro una explicación sencilla y fácil de entender.
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Pat
Puntos
18943
La desintegración beta-minus se produce en núcleos con exceso de neutrones, mientras que la desintegración beta-plus tiene lugar en núcleos con déficit de neutrones. Gran parte de la radiación natural de fondo en la Tierra se debe a la fisión o a la desintegración alfa de elementos radiactivos pesados. Los restos de la fisión o la desintegración alfa son núcleos ricos en neutrones, por lo que la desintegración beta-minus es más común en la Tierra.
Mientras que en las estrellas La desintegración beta-plus es típica, porque los núcleos con déficit de neutrones se producen en la fusión nuclear.
Adrian
Puntos
1
(Lo siguiente amplía las observaciones anteriores de Georg, en las que la captura de K se refiere a la captura de electrones de K).
La desintegración beta-plus compite con la captura de electrones, pero hay pocos positrones alrededor para que la desintegración beta-minus compita con ella, así que incluso cuando la desintegración beta-plus es posible, su proporción de ramificación puede ser pequeña o ser abrumada por la CE.
Además, en la CE (frente a la desintegración beta-plus) la diferencia de energía entre el estado inicial y el final se beneficia de la adición de un electrón en el lado del reactante y de la pérdida de un positrón en el lado del producto (por tanto, alrededor de 1MeV en total). Así que algunos núcleos decaen por CE que no pueden decaer por emisión de positrones.
Nick
Puntos
583
La desintegración beta puede reducirse "localmente" a la desintegración de un protón o un neutrón dentro de un núcleo. La desintegración beta-minus contiene el proceso microscópico $$ n\to p + e^- + \bar \nu_e + O(1{\rm \,MeV})$$ donde el último término indica el aumento aproximado de la energía cinética de los productos de desintegración. Por otro lado, la desintegración beta-plus contiene el proceso $$ p + O(1{\rm \,MeV})\to n + e^+ + \nu_e $$ lo que significa que el protón tiene que adquirir algo de energía extra si quiere decaer en un neutrón y un positrón. En las desintegraciones beta-plus realistas, la toma de los nucleones circundantes en el núcleo.
Obviamente, las desintegraciones a productos más ligeros en las que la conservación de la energía permite dar a los productos finales algo de energía cinética extra son más frecuentes que las desintegraciones que sólo se producen si se encuentra una energía extra al principio. Por ejemplo, entre los procesos desnudos anteriores (para nucleones libres), sólo puede ocurrir la desintegración del neutrón. El protón es estable (sin tener en cuenta los procesos muy poco frecuentes relacionados con la gran unificación).
Al final, la desigualdad entre los dos tipos de desintegración se reduce principalmente al hecho de que el neutrón es más pesado que el protón, lo que posteriormente se reduce al hecho de que el quark down es más pesado que el quark up (las masas de reposo).
