Emissão protônica

O decaimento de um núcleo rico em prótons A povoado de estados excitados de um núcleo "filho" B por emissão β+ ou por captura de elétron (EC). Estes estados excitados que situam-se abaixo da energia de separação para decaimento por prótons (Sp) por emissão γ para o estado básico do "filho" B. Para os mais altos estados excitados um canal de decaimento competitivo de emissão de prótons para o "neto" C existe, chamada emissão de próton β-retardada.

Emissão protônica ou emissão de prótons (também conhecida como radiação de prótons), é um tipo de radioatividade de decaimento no qual um próton é emitido por um núcleo atômico.

Alguns exemplos:

${\displaystyle {}_{71}^{151}{\hbox{Lu}}\;\to \;{}_{70}^{150}{\hbox{Yb}}\;+{}_{1}^{1}{\hbox{p}}\;}$

${\displaystyle {}_{63}^{131}{\hbox{Eu}}\;\to \;{}_{62}^{130}{\hbox{Sm}}\;+{}_{1}^{1}{\hbox{p}}\;}$

${\displaystyle {}_{3}^{5}{\hbox{Li}}\;\to \;{}_{2}^{4}{\hbox{He}}\;+{}_{1}^{1}{\hbox{p}}\;}$⁺

Emissão de prótons pode ocorrer de situados em altos estados excitados em um núcleo posteriormente a um decaimento beta, em cujo caso o processo é conhecido como emissão de próton beta-retardada, ou pode ocorrer do estado basal (ou um situado em baixo isômero) de núcleos ricos em prótons, em cujo caso o processo é muito similar ao decaimento alfa.

Para um próton escapar de um núcleo, a energia de separação do próton deve ser negativa - o próton é consequentemente desligado, e por tunelamento sai do núcleo em um tempo finito. A emissão de prótons não é vista em isótopos de ocorrência natural; emissores de prótons podem ser produzidos via reações nucleares, normalmente utilizando algum tipo de acelerador de partículas.

Embora imediata (i.e. não beta-retardada) a emissão de próton foi observada de um isômero em cobalto-53 primeiramente em 1969^[1], nenhum outro estado emissor de próton foi encontrado até 1981, quando a radioatividade de estados básicos de prótons do lutécio-151 e túlio-147 foram observadas no GSI na então Alemanha Ocidental.^[2] Pesquisas no campo floresceram após esta mudança de cenário, e até o momento, mais de 25 isótopos têm sido encontrados que exibem emissão de prótons.^[3] O estudo da emissão de próton tem ajudado o entendimento de deformação nuclear, massas e estrutura, e é um maravilhoso exemplo puro de tunelamento quântico.^[4]

Hoje em dia, aproximadamente 30 diferentes emissões de prótons isolados são conhecidas para núcleos entre números de prótons entre 50 e 84, e o fenômeno é razoavelmente bem entendido teoricamente.^[5]

Em 2002, a emissão simultânea de dois prótons foi observada dos núcleo do isótopo ferro-45 em experimentos no GSI e GANIL (Grand Accelerateur National d'Ions Lourds, próximo de Caen).^[6] Em 2005 foi experimentalmente determinado (nas mesmas instalações) que zinco-54 pode também apresentar decaimento prótons em dupla.^[7]

Emissões de par de prótons de estados de vida longa, como Ag-94 têm sido evidenciados,^[8] assim como do ¹⁵⁹₇₅Re₈₄, permitindo maior entendimento do comportamento dos núcleos atômicos.^[9]

Referências

1. Jackson, K. P. et al. Phys. Lett. B 33, 281–283 (1970).
2. Hofmann, Sigurd; Proton Emission Studies at GSI in the 1980s; Energy Citations Database - www.osti.gov (em inglês)
3. Juha Äystö; Odd couple decays; NATURE|Vol 439|19 January 2006 - www-linux.gsi.de (em inglês)
4. Grigorenko, L. V. & Zhukov, M. V. Phys. Rev. C 68, 054005 (2003).
5. Woods, P. J. & Davids, C. N. Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 47, 541 (1997).
6. Dossat, C. et al. Phys. Rev. C 72, 054315 (2005).
7. Blank, B. et al. Phys. Rev. Lett. 94, 232501 (2005)
8. Mukha, I. et al. Nature 439, 298–302 (2006)
9. D.T. Joss, et al.; Probing the limit of nuclear existence: Proton emission from ¹⁵⁹Re Physics Letters B;Volume 641, Issue 1, 28 September 2006, Pages 34-37 (em inglês)

Ver também

• Nêutron livre
• Radiação alfa

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