Ядерная физика
Атомное ядро · Радиоактивный распад · Ядерная реакция · Термоядерная реакция
Основные термины Атомное ядро · Изотопы · Изобары · Капельная модель ядра · Период полураспада · Массовое число · Составное ядро · Цепная ядерная реакция · Ядерное эффективное сечение
Распад ядер Закон радиоактивного распада · Альфа-распад · Бета-распад · Кластерный распад
Сложный распад Электронный захват · · Двойной электронный захват · Внутренняя конверсия · Изомерный переход
Излучения Ионизирующее излучение · Нейтронный распад · Позитронный распад · Протонный распад · Гамма излучение · Фоторасщепление
Захваты Электронный захват · Нейтронный захват ( r-процесс · s-процесс ) · Протонный захват ( p-процесс · rp-процесс ) · Нейтронизация
Деление ядра Спонтанное деление
Нуклеосинтез Первичный нуклеосинтез · Протон-протонный цикл · CNO-цикл · Тройная гелиевая реакция · Гелиевая вспышка · Ядерное горение углерода · Углеродная детонация · Ядерное горение кислорода · Ядерное горение неона · Ядерное горение кремния · Реакции скалывания
См. также: Портал:Физика

Двойной бета-распад , 2β-распад, ββ-распад — общее название нескольких видов радиоактивного распада атомного ядра, которые обусловлены слабым взаимодействием и изменяют заряд ядра на две единицы .

Двойной бета-распад в собственном смысле слова сопровождается увеличением заряда ядра на две единицы и излучением двух электронов :

${\displaystyle (A,Z)\rightarrow (A,Z+2)+2e^{-}+2{\bar {\nu }}_{e}.}$

Другие виды 2β-распада уменьшают заряд ядра на две единицы:

• двойной электронный захват , 2ε-захват

${\displaystyle (A,Z)+2e^{-}\rightarrow (A,Z-2)+2\nu _{e};}$

• электронный захват с эмиссией позитрона , εβ ⁺ -распад

${\displaystyle (A,Z)+e^{-}\rightarrow (A,Z-2)+e^{+}+2\nu _{e};}$

• , 2β ⁺ -распад

${\displaystyle (A,Z)\rightarrow (A,Z-2)+2e^{+}+2\nu _{e}.}$

Двойной бета-распад — самый редкий из всех процессов радиоактивного распада. Все 14 нуклидов , для которых этот процесс достоверно наблюдался, имеют период полураспада больше чем 7×10 ¹⁸ лет , а у период полураспада составляет (3,5±2,0)⋅10 ²⁴ лет , что на сегодня является абсолютным рекордом среди всех радиоактивных нуклидов. Подтверждённые наблюдения относятся только к 2β-распаду с увеличением заряда ядра, за исключением бария-130, испытывающего, вероятно, двойной электронный захват (период полураспада (2,2±0,5)⋅10 ²¹ лет, измерен в геохимическом эксперименте по накоплению продукта распада, ксенона-130, в кристаллической решётке древнего минерала, содержащего барий ) , криптона-78 и ксенона-124 .

Распад может осуществляться не только на основное состояние дочернего ядра, но и на возбуждённые состояния. В этом случае излучается также один или несколько гамма-квантов и/или конверсионных электронов .

Безнейтринный двойной бета-распад

В отличие от приведённых выше реакций (относящихся к двухнейтринному 2ν2β -распаду), безнейтринный 0ν2β -распад не сопровождается эмиссией нейтрино или антинейтрино. В результате такого процесса лептонное число не сохраняется (изменяется на две единицы). Хотя Стандартная Модель физики элементарных частиц запрещает процессы с нарушением закона сохранения лептонного числа , многие расширения СМ включают в себя процессы такого рода. Доказано, что для осуществления безнейтринного 2β-распада необходимо, чтобы нейтрино

• являлось майорановской частицей (то есть представляло собой собственную античастицу), и
• обладало массой.

Благодаря этому обстоятельству, 0ν2β -распад является чувствительным индикатором майорановской массы нейтрино. В настоящее время не существует достоверных наблюдений безнейтринных 2β-процессов, однако нижние ограничения на период полураспада по этому каналу для разных ядер достигают ${\displaystyle 4,6\times 10^{24}}$ лет. Это соответствует верхнему ограничению на майорановскую массу нейтрино порядка нескольких сотен милли электронвольт . Кроме того, ограничения на вероятность безнейтринного 2β-распада позволяют установить ограничения на другие параметры теории, например на константы связи правых лептонных и кварковых токов в слабом взаимодействии, константы связи нейтрино с майороном , некоторые параметры суперсимметричных моделей . В настоящее время в мире действует или сооружается около десятка крупных подземных детекторов, предназначенных для поиска безнейтринного двойного бета-распада: GERDA, , Genius , , и т. д.

Благодаря исследованиям двойного безнейтринного бета-распада можно определить природу нейтрино (дираковская это частица или майорановская) и иерархию масс нейтрино (прямая или инвертированная).

См. также

• Двойной электронный захват

Примечания

Литература

• / Под ред. Б. С. Ишханова . — М. : КДУ, 2016. — 204 с. — ISBN 978-5-913046-17-8 .
• Барабаш А. С. // Ядерная физика . - 2007. - Т. 70. № 7. - С. 1230-1241.
• Али А., Борисов А. В., Журидов Д. В. // Ядерная физика . - 2007. - Т. 70. № 7. - С. 1305-1310.
• Reyco Henning. (англ.) // . — 2016. — Vol. 1. — P. 29–35. — doi : .