Che cos’è una cattura di elettroni?

Una cattura di elettroni avviene all’interno del nucleo di un atomo che ha molti protoni e pochi neutroni. Durante questo processo, uno dei protoni nel nucleo dell’atomo attira un elettrone orbitante e neutralizza sia l’elettrone che se stesso. Questo fa sì che l’atomo decada e diventi un elemento diverso con la stessa massa atomica. La cattura di elettroni non si verifica in tutti gli elementi e non si verifica con protoni o elettroni che non fanno parte di atomi relativamente massicci.

Gli atomi possono subire un decadimento radioattivo in molti modi diversi, anche attraverso la cattura di elettroni. Questo processo si verifica generalmente negli atomi che non hanno energia sufficiente per partecipare ad altri tipi di radioattività, inclusa l’emissione di positroni, che avviene attraverso un processo simile. La quantità di energia necessaria per utilizzare uno di questi processi di decadimento è determinata confrontando la quantità di energia in un atomo con la quantità in un atomo figlio in cui potrebbe decadere. Gli atomi che catturano gli elettroni richiedono meno energia di altri atomi radioattivi.

Quando un atomo decade per il processo di cattura degli elettroni, attira uno dei suoi stessi elettroni nel suo nucleo. Questi elettroni sono solitamente presi dai gusci elettronici K o L, che sono i due gusci più vicini al nucleo dell’atomo. I protoni e gli elettroni liberi non possono interagire tra loro attraverso il processo di cattura degli elettroni.

Una volta che un elettrone viene attirato nel nucleo dell’atomo, viene assorbito da uno dei protoni. Si dice che questo protone catturi l’elettrone. La reazione che avviene tra il protone e l’elettrone provoca la neutralizzazione di queste due particelle, risultando in un neutrone e un neutrino, che è una piccola particella simile a un elettrone ma priva di carica. Il neutrone rimane nel nucleo dell’atomo mentre il neutrino viene espulso dall’atomo.

Dopo che si verifica una cattura di elettroni, l’atomo è un elemento diverso da come era iniziato. Questo atomo figlio sarà l’elemento che ha preceduto direttamente l’atomo genitore sulla tavola periodica perché avrà un protone in meno nel nucleo e gli atomi sono definiti dal numero di protoni che hanno. Cambiare un elemento in un altro provoca l’eccitazione dell’atomo. Questa energia extra viene rilasciata attraverso il rilascio di un elettrone in più, un raggio X e talvolta un raggio gamma. Il rilascio di raggi X e gamma sono ciò che rende radioattivo il processo di cattura degli elettroni.