ベータ崩壊
陽子が軌道上の電子を捕獲して中性子に換わり、電子ニュートリノと特性X線を放つ現象。ベータ粒子は放出しない。ε または EC (electron capture) と略される。書籍によって「軌道電子捕獲」と記述されることもある。
p + + e − ⟶ n + ν e {\displaystyle {\ce {p^{+}{}+{\mathit {e}}^{-}->{\mathit {n}}{}+\nu _{\mathit {e}}}}}
原子番号が一つ小さい元素に変化する。崩壊のメカニズムは大きく異なるものの、原子番号が一つ小さい同重体となる結果だけを見れば、β崩壊と電子捕獲は同じものといえる。
Ar 18 37 ⟶ Cl 17 37 {\displaystyle {\ce {_{18}^{37}Ar -> _{17}^{37}Cl}}} 、アルゴン37から塩素37(半減期 36日)
中性子が電子(ベータ粒子)と反電子ニュートリノを放出して陽子になる現象。単にベータ崩壊といった場合これを指す。一般的に、中性子過剰核、すなわち安定同位体よりも中性子の多い核種でβ崩壊が発生する。
n ⟶ p + + e − + ν ̄ e {\displaystyle {\ce {{\mathit {n}}->p^{+}\ +{\mathit {e}}^{-}\ +{\bar {\nu }}_{\mathit {e}}}}}
クォークのレベル(右図参照)では、中性子のダウンクォークがアップクォークに変化する。次のように表される。
d ( 1 / 3 ) − → u ( 2 / 3 ) + + e − + ν ̄ e {\displaystyle \mathrm {d} ^{(1/3)-}\to \mathrm {u} ^{(2/3)+}+{\mathit {e}}^{-}+{\bar {\nu }}_{\mathit {e}}}
原子核内で起こった場合、原子番号が1つ大きい元素に変化する。
Ar 18 42 ⟶ K 19 42 {\displaystyle {\ce {_{18}^{42}Ar -> _{19}^{42}K}}} 、アルゴン42からカリウム42(半減期 32.