Изотопы, для которых возможен двойной β+-распад
приведены в таблице 17.
Таблица 17
Четно-четные изотопы, для которых возможен двойной β+-распад
№
Распад
(A,Z)→(A,Z–2)
A
Z
Содержание изотопа (A,Z) в естественной смеси
изотопов, %
Энергия
2β+-распада,
кэВ
Энергия
β+-перехода
(A,Z)→(A,Z–1), кэВ
1
Ar → Se
36
18
0.337
434.58 ± 1.78
–709.55 ± 0.30
2
Ca → Ar
40
20
96.97
193.4 ± 1.5
–1311.6 ± 0.5
3
Cr → Ti
50
24
4.31
1174.1 ± 4
–1038.7 ± 1.4
4
Fe → Cr
54
26
5.84
679.9 ± 3
–697.1 ± 1.7
5
Ni → Fe
58
28
67.76
1927.5 ± 3.1
–380.2 ± 1.2
6
Zn → Ni
64
30
48.89
1096.7 ± 3.5
–578.2 ± 1.5
7
Se → Ge
74
34
0.87
1209.4 ± 4.5
–1353.1 ± 2.6
8
Kr → Se
78
36
0.35
800 ± 5
–700 ± 3
9
Sr → Kr
84
38
0.56
1790.3 ± 7.6
–890.0 ± 3.5
10
Mo → Zr
92
42
15.86
1649.1 ± 6.8
–359 ± 4
11
Ru → Mo
96
44
5.7
2719.9 ± 11.4
–254 ± 10
12
Pd → Ru
102
46
0.8
1175.5 ± 11.9
–1148 ± 6
13
Cd → Pd
106
48
1.215
2782 ± 11
–202 ± 9
14
Cd → Pd
108
48
0.875
272 ± 11
–1649 ± 8
15
Sn → Cd
112
50
0.95
1919.9 ± 9.4
–658 ± 6
16
Te → Sn
120
52
0.089
1697.8 ± 24.5
–983 ± 22
17
Xe → Te
124
54
0.096
3068.3 ± 143.8
–90 ± 140
18
Xe → Te
126
54
0.090
904 ± 12
–1251 ± 5
19
Ba → Xe
130
56
0.101
2578.1 ± 13.6
–440.9 ± 3.9
20
Ba → Xe
132
56
0.097
833 ± 15
–1279 ± 24
21
Ce → Ba
138
58
0.250
708 ± 20
–1041 ± 12
22
Gd → Sm
152
64
0.20
58 ± 14
–1819.2 ± 3.3
23
Dy → Gd
156
66
0.0524
2009 ± 14
–428 ± 8
24
Dy → Gd
158
66
0.0902
281 ± 11
–935.4 ± 3.6
25
Er → Dy
162
68
0.136
1846 ± 12
–288 ± 5
26
Er → Dy
164
68
1.56
27 ± 12
–1002 ± 4
27
Yb → Er
168
70
0.140
1420 ± 13
–259 ± 4
28
Yb → Er
170
60
3.03
655 ± 12
–967.9 ± 0.9
29
Hf → Yb
174
72
0.18
1110 ± 14
–268.0 ± 6
30
Os → W
184
76
0.018
1454 ± 14
–42 ± 6
31
Pt → Os
192
78
0.78
408 ± 14
–1456.9 ± 3.8
32
Hg → Pt
196
80
0.146
806 ± 16
–684 ± 3.9
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.
Изотоп164Er
− возможный кандидат для наблюдения двойного
β+-распада.
Процентное содержание 164Er
в естественной смеси изотопов Er составляет 1.6%.
Энергия
2β+-распада
164Er → 164Dy
+ 2e+ + 2νe
Q(2β+2νe)
= 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 T1/2 =
0.9·1020
лет.
Изотоп
78Kr
может распадаться как в результате 2е-захвата
78Kr
+ 2e− → 78Se
+ 2νe,
так и в результате
2β+-распада
78Kr →
78Se + 2e+ + 2νe.
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+ + 2νe,
двойного электронного захвата (2EC)
(A,Z) + 2e− →
(AZ−2) + 2νe, e-захвата на ядре
(A,Z)
с образованием в конечном состоянии позитрона и двух нейтрино (ECβ+)
(A,Z) + e− →
(AZ−2) + e+ + 2νe
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)].
T1/2(2β+) = 1.7·1029
лет,
T1/2(ECβ+)
= 1.0·1023
лет,
T1/2(2EC) = 4.2·1021
лет.
Двойной е-захват был обнаружен на изотопе 130Ba
геохимическим методом в результате образования 130Xe.
130Ba + 2e−
→ 130Xe + 2νe.
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
131,132,134,136Xe, 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.