軌道電子捕獲 (Electron Capture, EC)

軌道電子捕獲は、原子核の放射性崩壊の一種であり、原子核内の陽子が原子の内側の軌道にある電子（通常はK殻の電子）を捕獲して中性子に変化する現象である。この過程ではニュートリノが放出され、元素が別の元素に変化する。

1. 軌道電子捕獲の反応式

陽子＋軌道電子→中性子＋電子ニュートリノ

2. 軌道電子捕獲の仕組み

1. 電子の捕獲:
   • 原子核の陽子が、K殻（最内殻）やL殻（次の内側の殻）の電子を捕獲する。
   • この捕獲によって陽子が中性子に変わる。
2. ニュートリノの放出:
   • 陽子が中性子に変化するとき、電子ニュートリノが放出される。
3. 軌道再配置:
   • K殻やL殻から電子が抜けたことで電子の空孔（穴）が生じ、外側の電子が内側に移動して安定化する。このとき、エネルギーが放出され、特性X線やオージェ電子が放出されることがある。

3. 軌道電子捕獲とβ^＋壊変の関係

• エネルギー条件: 軌道電子捕獲は、β^＋壊変（陽電子放出）と競合する反応であり、どちらが起こるかはエネルギー条件や核の性質に依存する。
  • 核のエネルギー差が1.022 MeV（陽電子と電子の質量に相当）未満の場合、β^＋壊変は起こらず、軌道電子捕獲が唯一の崩壊モードとなる。

4. 特徴

• 特性X線の放出: 捕獲された電子の穴を埋めるために、外殻の電子が内側に移動するとき、特性X線が放出される。
• オージェ電子の放出: 放出されたエネルギーが別の電子に伝わることで、その電子が原子から放出される現象。
• ニュートリノの放出: 軌道電子捕獲の結果、ニュートリノが生成されるが、電荷を持たず、質量が非常に小さいため検出が困難。