Émission de positron

L'émission de positron ou désintégration β+ est un type de désintégration radioactive β dans laquelle un proton est converti en neutron, avec émission d'une particule β+ (positron) et d'un neutrino: Les protons et neutrons ne sont pas des particules élémentaires, mais sont chacun constitués de trois quarks : un proton est constitué de deux quark up de charge +2/3 et d'un quark down de charge −1/3 (uud), ce qui lui confère une charge +1 ; un neutron est constitué de deux quarks down et un quark up (udd), d'où une charge nulle. Ces quarks sont capables de changer de nature, en particulier de up à down. C'est ce phénomène qui produit une radiation β : en l'occurrence, dans le cas d'une désintégration β+, un quark up se change en quark down, changeant un proton en neutron avec émission d'un boson W+ : Cette réaction est immédiatement suivie par la désintégration du boson en un positron (ou particule β+) et un neutrino : Les noyaux se désintégrant par émission de positron peuvent également se désintégrer par capture électronique. Pour des désintégrations à faible énergie, la capture électronique est énergétiquement favorisée de , car l'état final dans ce cas a un électron de moins plutôt qu'un positron de plus. Plus l'énergie de désintégration est importante, plus la réaction favorisée tend à être l'émission de positron. Cependant, si la différence d'énergie est inférieure à 2mc, l'émission de positron est impossible et la capture électronique est le seul mode de désintégration possible. Certains isotopes (par exemple Be) sont stables dans les Rayonnements cosmiques parce que les électrons y sont séparés et que l'énergie de désintégration est trop petite pour une émission de positron. On peut compter parmi les isotopes émetteurs de positron la plupart des radioisotopes plus légers que les isotopes stables, notamment le carbone 11, le potassium 40, l'azote 13, l'oxygène 15, le fluor 18 ou l'iode 121.