Différence principale - émission de positons vs capture d'électrons

Certains isotopes naturels sont instables en raison du nombre déséquilibré de protons et neutrons ils ont dans leur noyau d'atomes. Par conséquent, pour devenir stables, ces isotopes subissent un processus spontané appelé désintégration radioactive. La désintégration radioactive provoque la conversion d'un isotope d'un élément particulier en un isotope d'un élément différent. Il existe différentes voies de désintégration telles que l'émission de positons, l'émission de négatrons et la capture d'électrons. L'émission de positons est la libération d'un positron et d'un neutrino électronique lors du processus de désintégration radioactive. La capture d'électrons est un processus qui émet un neutrino électronique. Ces deux processus ont lieu dans des noyaux riches en protons. Dans l'émission de positons, un proton à l'intérieur du noyau radioactif est converti en neutron tout en libérant un positon; dans la capture d'électrons, un noyau riche en protons d'un atome neutre absorbe un électron de la couche interne qui convertit ensuite un proton en un neutron, émettant un neutrino électronique. C'est la principale différence entre l'émission de positons et la capture d'électrons.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que l'émission de positons - Définition, principe, exemple 2. Qu'est-ce que la capture d'électrons - Définition, principe, exemple 3. Quelles sont les similitudes entre l'émission de positons et la capture d'électrons – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre l'émission de positons et la capture d'électrons – Comparaison des principales différences

Mots-clés: atome, électron, neutrino électronique, noyau, neutron, positron, proton, désintégration radioactive

Qu'est-ce que l'émission de positons

L'émission de positons est un type de désintégration radioactive où un proton à l'intérieur d'un noyau radioactif est converti en un neutron tout en libérant un positron et un neutrino électronique. Ceci est également connu comme bêta plus décroissance. Un positron est une particule subatomique avec la même masse qu'un électron et une charge numériquement égale mais positive. On l'appelle aussi particule bêta (β⁺ ou e+). Un neutrino électronique (Ve) est une particule subatomique qui n'a pas de charge électrique nette. L'émission de positons a lieu dans des noyaux radioactifs riches en protons.

Figure 1: Émission de positons dans un diagramme

En émission de positons, le numéro atomique du noyau est diminué de 1. Le numéro atomique d'un atome est le nombre total de protons présents dans le noyau. Mais en émission de positons, l'un de ces protons subit une conversion. Il provoque la réduction du numéro atomique. Cependant, le nombre de masse de l'atome restera le même. En effet, le proton est converti en neutron et le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons dans l'atome. Suite à la réaction nucléaire est un exemple d'émission de positons.

₆¹¹C → ₅¹¹B + e⁺ + Ve + énergie

C'est un isotope du carbone. C'est un isotope radioactif du carbone. Il se désintègre en bore-11 par émission de positons. Le bore-11 est un isotope stable du bore.

Qu'est-ce que la capture d'électrons

La capture d'électrons est un type de désintégration radioactive où le noyau d'un atome absorbe un électron de la couche interne et convertit un proton en un neutron libérant un neutrino électronique et un rayonnement gamma. Ce processus a lieu dans les noyaux riches en protons. Un électron de couche interne est un électron d'un niveau d'énergie interne de l'atome (ex: couche K, couche L). Simultanément, ce processus provoque la libération d'un neutrino électronique. La réaction nucléaire pour le processus peut être donnée comme suit.

P + e^– → n + Ve +

Figure 2: Principe de capture d'électrons

La capture d'électrons entraîne la réduction d'un numéro atomique de 1 car le numéro atomique est le nombre total de protons dans un noyau atomique, et dans ce processus, un proton subit une conversion en un neutron. Cependant, le nombre de masse ne change pas. Étant donné que la capture d'électrons entraîne la perte d'un électron dans la couche électronique, elle est compensée par la perte d'un proton (charge positive), l'atome reste donc électriquement neutre.

¹³N₇ + e^– → ¹³C₆ + Vé + γ

La réaction ci-dessus donne la capture d'électrons d'un isotope de l'azote. Il forme un atome de carbone-13 avec un neutrino électronique et un rayonnement gamma. Le carbone-13 est un isotope naturel et stable du carbone.

Similitudes entre l'émission de positons et la capture d'électrons

Différence entre l'émission de positons et la capture d'électrons

Définition

Émission de positons: L'émission de positons est un type de désintégration radioactive dans laquelle un proton à l'intérieur d'un noyau radioactif est converti en un neutron tout en libérant un positon et un neutrino électronique.

Capture d'électrons: La capture d'électrons est un type de désintégration radioactive dans laquelle le noyau d'un atome absorbe un électron de la couche interne et convertit un proton en neutron, libérant un neutrino électronique et un rayonnement gamma.

Émission

Émission de positons: L'émission de positons émet un positron avec un neutrino électronique.

Capture d'électrons: La capture d'électrons émet un neutrino électronique et un rayonnement gamma.

Principe

Émission de positons: L'émission de positons se produit comme une conversion d'un proton en un neutron, un positron et un neutrino électronique.

Capture d'électrons: La capture d'électrons se produit comme la conversion d'un proton en un neutron et un neutrino électronique en absorbant un électron de la couche interne.

Conclusion

La désintégration radioactive d'un isotope instable d'un élément particulier convertit cet isotope en un isotope différent d'un élément chimique différent. Il existe plusieurs voies de désintégration. L'émission de positons et la capture d'électrons sont deux de ces voies. le différence principale entre l'émission de positons et la capture d'électrons est que, dans l'émission de positons, un proton à l'intérieur du noyau radioactif est converti en neutron tout en libérant un positon alors que, dans la capture d'électrons, un noyau riche en protons d'un atome neutre absorbe une enveloppe interne électron qui convertit ensuite un proton en un neutron émettant un neutrino électronique.

Référence:

1. Helmenstine, Anne-Marie. « Définition de capture d'électrons ». ThoughtCo, 25 juin 2014, disponible ici. 2. « Sentiers de désintégration ». Chimie LibreTexts, Libretexts, 10 juin 2017, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. "Beta-plus Decay" par Master-m1000 - Travail personnel basé sur: Beta-minus Decay.svg par Inductiveload (domaine public) via Commons Wikimedia 2. "Capture d'électrons" par Master-m1000 - et self-made. Cette image vectorielle a été créée avec Inkscape (domaine public) via Commons Wikimedia