Подвійний бета-розпад

Подві́йний бе́та-ро́зпад, 2β-розпад, ββ-розпад — загальна назва декількох видів радіоактивного розпаду атомного ядра, які зумовлені слабкою взаємодією та змінюють заряд ядра на дві одиниці. Подвійний бета-розпад у власному значенні слова супроводжується збільшенням заряду ядра на дві одиниці й випромінюванням двох електронів:

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

Інші види 2β-розпаду зменшують заряд ядра на дві одиниці:

• подвійне електронне захоплення, 2ε-захоплення

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

• електронне захоплення з емісією позитрона εβ⁺-розпад

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

• подвійний позитронний розпад, 2β⁺-розпад

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

Вперше подвійний бета-розпад було розглянуто Марією Гепперт-Маєр 1935 року. Вона розробила теорію процесу на основі робіт Енріко Фермі, в яких було сформульовано закономірності взаємодії нуклонів. Марія Гепперт-Маєр оцінила ймовірність процесу для ядер з найбільшими енергіями 2β-переходу й дійшла висновку, що періоди напіврозпаду ядер відносно подвійного бета-розпаду значно перевищують геологічний вік Землі[1].

Подвійний бета-розпад — найрідкісніший з усіх процесів радіоактивного розпаду. Усі 11 нуклідів, для яких цей процес достеменно спостерігався, мають період напіврозпаду більше 10¹⁹ років, а період напіврозпаду ¹²⁸Te) становить 2×10²⁴ років — це найдовший період серед усіх радіоактивних ізотопів[2]. Слід зазначити, що підтверджені спостереження належать лише до 2β-розпаду зі збільшенням заряду ядра.

Розпад може відбуватися не тільки в основний стан дочірнього ядра, а й у збуджені стани (такий процес спостерігається в ядрах ¹⁰⁰Mo і ¹⁵⁰Nd). У цьому випадку випромінюється також один або декілька гамма-квантів і/або конверсійних електронів.