Elektroninfångning

Elektroninfångning, ofta förkortat EC från elektroninfångning, är en kärnreaktion där en proton i kärnan fångar en elektron från atomens elektronmoln och omvandlas till neutron samt avger en elektronneutrino. Denna process minskar atomnumret med ett medan masstalet förblir oförändrat. Vanligast sker fångsten av en elektronen från K-skalet, men även elektroner från närliggande skal kan delta.

Den grundläggande reaktionen är p + e− → n + νe. Efter infångningen uppstår ett elektronhål i kärnans elektronhölje; när hålet fylls av elektroner från högre skal lämnas ofta energi i form av karakteristiska röntgenstrålar eller Auger-elektroner. Neutrino sträcker sig bort och bär med sig en del av energin.

EC är energetiskt möjlig om Q-värdet för processen är positivt, dvs. om massskillnaden mellan förälder- och dotterkärna uppväger bildningen av en elektron. Eftersom β+-nedbrytning kräver minst 2mec2 extra energi, kan elektroninfångning förekomma även när β+-sökningen är förbjuden av energi. Frekvensen av EC i en given kärna följer elektrontätheten vid kärnan; s- och framför allt K-skalets elektroner bidrar mest till fångsten.

Exempel på isotoper som nedbryts via elektroninfångning är 7Be, 55Fe och 40K. 40K har en EC-del till 40Ar och en β−-del till 40Ca; EC‑andelen är en betydande del av totala nedbrytningen i vissa kärnor. EC används inom geokronologi, medicinsk och vetenskaplig tillämpning samt i studier av neutriner och kärnandramas egenskaper. Observationer består av neutrinoemission och kärnrelaxation som ger karakteristiska X‑strålar och Auger-elektroner.