7. Двойной β⁺-распад, 2e⁻-захват

    Изотопы, для которых возможен двойной β⁺-распад приведены в таблице 17.

Таблица 17

Четно-четные изотопы, для которых возможен двойной β⁺-распад

    В качестве примеров ядер, в которых возможен 2β⁺-распад, на рис. 29, 30 приведены изотопы ¹⁶⁴Er и ⁷⁸. В изотопе ⁷⁸Kr наряду с β⁺-распадом возможен двойной е-захват.

Рис. 30. Ядра-изобары A = 164 ¹⁶⁴Dy, ¹⁶⁴Ho, ¹⁶⁴Er.

    Изотоп ¹⁶⁴Er − возможный кандидат для наблюдения двойного β⁺-распада. Процентное содержание ¹⁶⁴Er в естественной смеси изотопов Er составляет 1.6%.
    Энергия 2β⁺-распада ¹⁶⁴Er → ¹⁶⁴Dy + 2e⁺ + 2ν_e Q(2β⁺2ν_e) = 27 кэВ.
    Энергия β⁻-распада ¹⁶⁴Ho Q(β⁻) = 1.03 МэВ.
    Двойной β⁺-распад ¹⁶⁴Er не обнаружен.

Рис. 30. Ядра-изобары A = 78  ⁷⁸Se, ⁷⁸Br, ⁷⁸Kr

    Период полураспада изотопа ⁷⁸Kr T_1/2 = 0.9·10²⁰ лет.
    Изотоп ⁷⁸Kr может распадаться как в результате 2е-захвата

⁷⁸Kr + 2e⁻ → ⁷⁸Se + 2ν_e,

так и в результате 2β⁺-распада

⁷⁸Kr → ⁷⁸Se + 2e⁺ + 2ν_e.

    Энергия 2е-захвата Q(2EC) = 2.8 МэВ.
    Энергия 2β⁺-распада Q(2β⁺) = 0.8 МэВ.
    2β⁺-распад на изотопе ⁷⁸Kr не обнаружен.

2e-захват на изотопе ¹³⁰Ba

    Процессы двойного β⁺-распада (A,Z) → (AZ−2) + 2e⁺ + 2ν_e,
двойного электронного захвата (2EC) (A,Z) +  2e⁻ → (AZ−2) + 2ν_e,
e-захвата на ядре (A,Z) с образованием в конечном состоянии позитрона и двух нейтрино (ECβ⁺)
(A,Z) +  e⁻ → (AZ−2) + e⁺ + 2ν_e относятся к числу процессов гораздо менее исследованных по сравнению с двойным β⁻-распадом.

Рис. 31. Двойной e-захват на изотопе ¹³⁰Ba.

    Периоды полураспада этих процессов для изотопа ¹³⁰Ba были вычислены в работе
[M. Hirsh et al, Z. Phys A53, 2136 (1994)].
T_1/2(2β⁺) = 1.7·10²⁹ лет,
T_1/2(ECβ⁺) = 1.0·10²³ лет,
T_1/2(2EC) = 4.2·10²¹  лет.
    Двойной е-захват был обнаружен на изотопе ¹³⁰Ba геохимическим методом в результате образования ¹³⁰Xe.

¹³⁰Ba + 2e⁻ → ¹³⁰Xe + 2ν_e.

    Изотоп ¹³⁰Xe является стабильным изотопом в цепочке ядер-изобар с массовым числом A = 130. Образование изотопа ¹³⁰Xe возможно в результате двойного е-захвата. Энергия двойного е-захвата ¹³⁰Ba Q(2EC) = 2.5 МэВ.
    На рис. 32, взятом из работы [A. P. Meshik et al, Phys. Rev. C 64, 035205 (2001)], показано распределение изотопов Xe, которое получено после нагревания минерала BaSO₄, добытого в Белореченском месторождении (Северный Кавказ). На рис. 32. показана разница между изотопным составом образца и природным изотопным составом Xe в атмосфере. Отчетливо наблюдается превышение изотопа ¹³⁰Xe, образующегося в результате 2e-захвата.

Рис. 33. Относительное содержание изотопов Xe Белореченского барита после вычитания атмосферного Xe. Содержание изотопов ^124,126Xe увеличено в 25 раз. Показан вклад в фон изотопов ^{131,132,134,136}Xe, образующихся в результате деления ²³⁸U. ¹³⁰Xe образуется в результате 2е-захвата ¹³⁰Ba.

    Результаты геохимических экспериментов по исследованию 2e-захвата на изотопе ¹³⁰Ba приведены в таблице 18.

Таблица 18

2e-захват на изотопе ¹³⁰Ba

Период полураспада, лет	Ссылка
(geochem.)	A.S. Barabash and R.R. Saakyan, Phys. At. Nucl. 59 (1996) 179.
(2.2 ± 0.5)·1021 (geochem.)	A.P. Meshik, C.M. Hohenberg, O.V. Pravdivtseva, and Y.S. Kapusta, Phys. Rev. C 64 (2001) 035205.
(0.60 ± 0.11)·1021 (geochem.)	M. Pujol. B. Marty, P. Burnard, and P. Philippot, Geoch. Cosm. Act.73 (2009) 6834.
Рекомендуемое значение: (2.2 ± 0.5)·1021