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

Différence principale - émission de positrons vs capture d'électrons

Il existe certains isotopes naturels 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 décroissance radioactive. La désintégration radioactive provoque la conversion d'un isotope d'un élément particulier en isotope d'un élément différent. Il existe différentes voies de désintégration telles que l'émission de positrons, l'émission de négatron et la capture d'électrons. L'émission de positrons est la libération d'un positron et d'un neutrino électronique dans le processus de désintégration radioactive. La capture électronique est un processus qui émet un neutrino électronique. Ces deux processus se déroulent dans des noyaux riches en protons. Lors de l'émission de positons, un proton contenu dans le noyau radioactif est converti en neutron tout en libérant un positron. en capture d'électrons, un noyau d'atome neutre riche en protons absorbe un électron de la coquille interne qui convertit ensuite un proton en neutron, émettant un neutrino électronique. C'est la principale différence entre l'émission de positrons et la capture d'électrons.

Zones clés couvertes

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

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

Qu'est-ce que l'émission de positrons?

L’émission de positrons est un type de désintégration radioactive dans laquelle un proton contenu dans un noyau radioactif est converti en un neutron lorsqu’il libère un positron et un neutrino électronique. Ceci est également connu comme beta plus decay. Un positron est une particule subatomique ayant 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 sans charge électrique nette. L’émission de positrons a lieu dans des noyaux radioactifs riches en protons.

Figure 1: Emission de positrons 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 lors de l'émission de positons, l'un de ces protons subit une conversion. Cela 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. La réaction nucléaire suivante est un exemple d’émission de positrons.

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

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

Qu'est-ce que la capture électronique?

La capture d'électrons est un type de désintégration radioactive dans laquelle le noyau d'un atome absorbe un électron de la coquille interne et convertit un proton en neutron libérant un neutrino électronique et un rayonnement gamma. Ce processus se déroule dans des noyaux riches en protons. Un électron de la couche interne est un électron issu 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 du processus peut être donnée comme suit.

P + e^-    → n + Ve + γ

Figure 2: Principe de capture d'électrons

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

¹³N₇ + e^- → ¹³C₆ + Ve + γ

La réaction ci-dessus donne la capture électronique d'un isotope d'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.

Similarités entre l'émission de positrons et la capture d'électrons

• Les deux sont des formes de désintégration radioactive.
• Les deux formes se déroulent dans des milieux riches en protons
• Neutrino électronique.
• Les deux formes ne changent pas le numéro atomique ni le numéro de masse d'un atome.

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

Définition

Emission de positrons: L’émission de positrons est un type de désintégration radioactive dans laquelle un proton contenu dans un noyau radioactif est converti en un neutron lorsqu’il libère un positron et un neutrino électronique..

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

Émission

Emission de positrons: L'émission de positrons émet un positron avec un neutrino électronique.

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

Principe

Emission de positrons: L’émission de positrons se produit lors de la conversion d’un proton en neutron, positron et neutrino électronique..

Capture électronique: La capture électronique se produit lors de la conversion d’un proton en neutron et en 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 positrons et la capture d'électrons sont deux voies de ce type. La principale différence entre l'émission de positrons et la capture d'électrons réside dans le fait que, lors de l'émission de positons, un proton contenu dans le noyau radioactif est converti en un neutron lors de la libération d'un positron, tandis que dans la capture d'électrons, un noyau d'atome neutre riche en protons absorbe une enveloppe interne. électron qui convertit ensuite un proton en un neutron émettant un neutrino électronique. 

Référence: 

1. Helmenstine, Anne Marie. «Définition de la capture électronique». ThoughtCo, 25 juin 2014, disponible ici..
2. “Decay Pathways.” Chimie LibreTexts, Libretexts, 10 juin 2017, disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. “Beta-plus Decay” de Master-m1000 - Travail personnel basé sur: Beta-minus Decay.svg par Inductiveload (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. “Capture électronique” par Master-m1000 - et fabriqué par soi-même. Cette image vectorielle a été créée avec Inkscape (domaine public) via Commons Wikimedia