이중 전자 포획 문서 원본 보기

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'''이중 전자 포획'''(double electron capture)은 [[원자핵]]의 [[붕괴방식]]이다. [[핵자]] 수 ''A'', [[원자번호]] ''Z''의 [[핵종]](''A'', ''Z'')에 대해, 이중 전자 포획은 핵종(''A'', ''Z''-2)의 질량이 더 작을 때 일어난다.

이 붕괴방식에서, 두 개의 궤도 [[전자]]가 [[원자핵]]의 두 [[양성자]]에 포획되어, 두 개의 [[중성자]]로 변한다. 두 개의 [[중성미자]]가 이 과정에서 방출된다. 양성자가 중성자로 변하기 때문에, 중성자의 수는 2가 증가하며, 양성자의 수 ''Z''는 2가 감소한다. 반면 [[원자질량]] ''A''는 유지된다. 양성자의 수가 바뀜으로서, 이중 전자 포획은 [[핵종]]을 새로운 [[화학 원소|원소]]로 바꾸게 된다. [[크립톤]]-78이 이중 전자 포획을 통해 [[셀레늄]]-78로 변하는 과정은 다음과 같다.

예: <math>\mathrm{{}^{78}_{36}Kr}+\mathrm{2 e^-} \rightarrow\mathrm{{}^{78}_{34}Se}+{2\nu}</math>

이중 전자 포획은 대개 단일 [[전자 포획]] 등의 다른 유력한 [[붕괴방식]]에 가로막혀 자주 관찰되지 않는다. 하지만, 이 모든 붕괴방식이 금지되거나 강하게 가로막힌다면, 이윽고 이중 전자 포획이 주 된 붕괴방식이 된다. 이중 전자 포획을 겪을 수 있는 [[동위원소]] 중 자연적으로 발생하는 것으로는 35개가 있다. 하지만, 이중 실제로 관측된 것은 없다. 하나의 이유는 이중 전자 포획의 확률이 극도로 낮다는 것이다. 이 붕괴 방식에 대한 [[반감기]]의 이론적인 예측은 10<sup>20</sup>년 이상이다. 두 번째 이유는 이 과정에서 생산된 입자중 관측가능한 것은 들뜬 원자 껍질에서 발생하는 [[X선]]과 [[오제 전자]]뿐이라는 것이다. 이들 입자의 에너지 범위(~1-10 [[전자볼트|keV]])에서는 배경효과가 일반적으로 크다. 그러므로, 이중 전자 포획은 [[이중 베타 붕괴]]보다도 실험적 관측이 어렵다.

어미핵과 딸핵의 질량 차이가 [[전자]] 두 개의 질량(1.022 MeV)보다 크다면, 그 과정에서 발생하는 에너지는 다른 [[붕괴방식]] - 즉 전자 포획과 동시에 [[양전자]] 방출을 유발하기에 충분하다. 동시에 이중 전자 포획도 일어나긴 하지만, [[갈래비]](Branching ratio, 두 붕괴방식의 비율)은 원자핵의 특성에 의지한다. 질량 차이가 전자 네 개의 질량(2.044 MeV)보다 크다면, 세 번째의 방식인 [[이중 양전자 붕괴]] 역시 가능하다. 이 세 방식을 동시에 겪을 수 있는 자연적으로 발생하는 핵종은 단지 6개가 있다.

== 중성미자 없는 이중 전자 포획 ==
위에 언급된 모든 과정은 두 개의 [[전자]]를 포획하며, 두 개의 [[중성미자]]를 방출하는 이른바 중성미자를 포함한 이중 전자 포획이다. 이는 [[입자물리학]]에서의 [[표준 모형]]이며, [[렙톤]] 수 보존을 비롯한 어떠한 보존 법칙도 어기지 않는다. 하지만, 렙톤 수가 보존되지 않는다면, 이른바 중성미자 없는 이중 전자 포획이라는 다른 과정 역시 발생할 수 있다. 이 과정에서는, 두 전자가 [[원자핵]]에 의해 포획되지만, 중성미자는 방출되지 않는다. 이 과정에서 방출되는 에너지는 내부의 [[제동복사]] [[감마선]]에 의해 운반된다. 이 [[붕괴방식]]은 실험적으로 관측된 적이 없다. [[크립톤]]-78이 중성미자 없는 이중 전자 포획을 통해 [[셀레늄]]-78로 변하는 과정은 다음과 같다.

예: <math>\mathrm{{}^{78}_{36}Kr}+\mathrm{2 e^-} \rightarrow\mathrm{{}^{78}_{34}Se}</math>

== 같이 보기 ==
* [[이중 베타 붕괴]]
* [[베타 붕괴]]
* [[전자 포획]]
* [[중성미자]]
* [[입자 복사]]
* [[방사성 동위원소]]

{{핵과정}}

[[분류:핵물리학]]
[[분류:입자물리학]]
[[분류:방사능]]