La captura de electrones (Captura de electrones K, también captura K, o captura de electrones L, captura L) es un proceso en el que el núcleo rico en protones de un átomo eléctricamente neutro absorbe un electrón atómico interno, generalmente de las capas de electrones K o L. Este proceso, por lo tanto, cambia un protón nuclear a un neutrón y simultáneamente causa la emisión de un neutrino electrónico.
Esquema de los dos tipos de captura de electrones. Arriba: El núcleo absorbe un electrón. Abajo a la izquierda: Un electrón externo reemplaza al electrón «faltante». Se emite un rayo X, igual en energía a la diferencia entre las dos capas de electrones. Inferior derecha: En el efecto Sinfín, la energía absorbida cuando el electrón exterior reemplaza al electrón interior se transfiere a un electrón exterior. El electrón exterior es expulsado del átomo, dejando un ion positivo.
p
+
e –
→
n
+
ν
e
Dado que este neutrino emitido lleva toda la energía de desintegración, tiene esta energía característica única. De manera similar, el momento de la emisión de neutrinos hace que el átomo hijo retroceda con un solo momento característico.
El nucleido hijo resultante, si está en un estado excitado, entonces pasa a su estado fundamental. Por lo general, se emite un rayo gamma durante esta transición, pero la desexcitación nuclear también puede tener lugar por conversión interna.
Después de la captura de un electrón interno del átomo, un electrón externo reemplaza al electrón capturado y uno o más fotones de rayos X característicos se emiten en este proceso. La captura de electrones a veces también resulta en el efecto Sinfín, donde un electrón es expulsado de la capa de electrones del átomo debido a las interacciones entre los electrones del átomo en el proceso de buscar un estado de electrones de menor energía.
Después de la captura de electrones, el número atómico se reduce en uno, el número de neutrones se incrementa en uno y no hay cambio en el número de masa. La simple captura de electrones por sí misma resulta en un átomo neutro, ya que la pérdida del electrón en la capa de electrones se equilibra con una pérdida de carga nuclear positiva. Sin embargo, un ion atómico positivo puede resultar de una mayor emisión de electrones del sinfín.
La captura de electrones es un ejemplo de interacción débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales.
La captura de electrones es el modo de desintegración primario para isótopos con una sobreabundancia relativa de protones en el núcleo, pero con una diferencia de energía insuficiente entre el isótopo y su posible hija (el isobar con una carga positiva menos) para que el nucleido se descomponga emitiendo un positrón. La captura de electrones es siempre un modo de desintegración alternativo para isótopos radiactivos que tienen suficiente energía para desintegrarse por emisión de positrones. La captura de electrones a veces se incluye como un tipo de desintegración beta, porque el proceso nuclear básico, mediado por la fuerza débil, es el mismo. En física nuclear, la desintegración beta es un tipo de desintegración radiactiva en la que un rayo beta (electrón energético rápido o positrón) y un neutrino son emitidos desde un núcleo atómico.La captura de electrones a veces se denomina desintegración beta inversa, aunque este término generalmente se refiere a la interacción de un antineutrino electrónico con un protón.
Si la diferencia de energía entre el átomo padre y el átomo hijo es inferior a 1.022 MeV, la emisión de positrones está prohibida ya que no hay suficiente energía de desintegración disponible para permitirla, y por lo tanto la captura de electrones es el único modo de desintegración. Por ejemplo, el rubidio-83 (37 protones, 46 neutrones) decaerá a criptón-83 (36 protones, 47 neutrones) únicamente por captura de electrones (la diferencia de energía, o energía de decaimiento, es de aproximadamente 0,9 MeV).