К-захват (электронный захват) – вид бета-распада, при котором ядро спонтанно захватывает электрон с К-оболочки атома и одновременно испускает электронное нейтрино. При этом один протон ядра превращается в нейтрон, т.е. атом (Z, A) (Z – атомный номер; А – массовое число) превращается в атом (Z–1, А) (заряд ядра  Z уменьшается на 1, а массовое число А остаётся неизменным). Это превращение происходит по схеме:

Здесь е^- – электрон, захватываемый ядром атома с К, L и др. оболочек; v_e – электронное нейтрино.

Процесс электронного захвата сопровождается испусканием характеристического рентгеновского излучения атома (Z–1, А), образующегося при заполнении вакансий в его оболочке, а также очень слабого электромагнитного излучения с непрерывным спектром, верхняя граница которого определяется разностью масс начального и конечного атомов (за вычетом энергии кванта характеристического излучения). Это излучение называется внутренним тормозным излучением. 

Электронный захват также, как и другие виды бета-распада, обусловлен слабыми взаимодействиями. Поэтому вероятности в единицу времени электронный захват (соответственно периоды полураспада) по порядку величины такие же, как и при β⁺- и β^--распадах. Образовавшуюся вакансию в электронной оболочке атома заполняют элетроны других оболочек, в результате чего испускается один или несколько квантов характеристического рентгеновского излучения (или соответствующий оже-электрон). Электронный захват возможен, если масса (или полная энергия) ядра X превышает массу атома У на величину, большую энергии связи в атоме X захватываемого электрона. Если превышение больше 2m₀c²=1,02 МэВ (m₀ — масса покоя электрона), то с электронным захватом начинает конкурировать позитронный β⁺-распад. Электронный захват свойственен нейтронодефицитным ядрам, более лёгким, чем стабильные (с тем же Z) или β-стабильные. Электронный захват был предсказан японскими физиками X. Юкавой и С. Сакатой в 1936 и обнаружен в 1938 американским физиком Л. Альваресом.

К-захват - это такой вид радиоактивного превращения, когда ядро атома захватывает электрон из ближайшего к ядру энергетического К-уровня или, реже, в 100 раз – из L уровня. В результате один из протонов ядра нейтрализуется электроном превращаясь в нейтрон (рис.1.). Порядковый номер нового ядра становится на единицу меньше, а массовое число не изменяется. Ядро испускает антинейтрино. Освободившееся место, которое занимал в К или L-уровне захваченный электрон, заполняется электроном из более удаленных от ядра энергетических уровней. Избыток энергии, освободившийся при таком переходе, испускается атомом в виде характеристического рентгеновского излучения.

Электронный К-захват характерен для 25% всех радиоактивных ядер, но в основном для искусственных радиоактивных изотопов, расположенных в другой половине таблицы Д.И. Менделеева и имеющих излишек протонов (Z=45–105). Только три естественных элемента претерпевают К-захват: калий-40, лантан-139, лютеций-176 .
Некоторые ядра могут распадаться двумя или тремя способами: путем а и β - распада и К-захвата. Калий-40 подвергается, как уже отмечалось, электронному распаду 88% и К-захвату – 12%. Медь-64 превращается в никель (позитронный распад – 19%, К-захват – 42%; (электронный распад - 39%).

Некоторые нуклиды, претерпевающие электронный захват с переходом в основное состояние дочернего ядра, используются как источники монохроматического рентгеновского излучения, например распады: ⁵⁵Fe→⁵⁵Mn (ε_рентг=5,9 кэВ), ¹⁰⁹Cd→¹⁰⁹Ag (ε_рентг=22 кэВ). Такие источники применяются во многих исследованиях в биомедицине, материаловедении, дефектоскопии и др.

В качестве примеров К-захвата можно привести следующие превращения радиоактивного алюминия в магний:

и никеля в кобальт:

.

 

Детектор электронного захвата является наиболее часто используемым селективным газохроматографическим детектором. ДЭЗ применяется для определения соединений, обладающих большим сродством к электронам. Эти вещества захватывают свободные тепловые электроны в камере с радиоактивным источником с образованием стабильных ионов. Он успешно применяется для определения малых концентраций галоген-, азот- и кислородсодержащих веществ.

Система детектирования по захвату электронов включает: ионизационную камеру (ячейку детектора) и источник поляризующего напряжения (блок питания). В ячейке детектора газ-носитель под воздействием β-излучения источника 63Ni ионизируется с образованием положительных ионов и свободных электронов. Условия электронного питания детектора таковы, что процесс ионизации частично обратим за счет протекания ион-электоронной рекомбинации.

Электронный захват обнаруживается по сопровождающему его характеристическому рентгеновскому излучению, возникающему при заполнении образовавшихся вакансий в электронной оболочке атома (именно так е-захват и был открыт в 1937 г.). При е-захвате, кроме нейтрино, никакие другие частицы не вылетают, т. е. вся энергия распада уносится нейтрино. В этом е-захват (часто его называют третьим видом β-распада) существенно отличается от (β^±-распадов, при которых вылетают две частицы, между которыми и распределяется энергия распада. Примером электронного захвата может слу¬жить превращение радиоактивного ядра бериллия в стабильное ядро.

Процесс превращения протона в нейтрон с образованием позитрона может происходить в тех случаях, когда неустойчивость ядра вызвана избыточным содержанием в нем протонов. При этом один из протонов, входящих в состав ядра, превращается в нейтрон, возникающий позитрон вылетает за пределы ядра, а заряд ядра на единицу уменьшается. Такой вид радиоактивного распада называется позитронным β-распадом (или β⁺-распадом) в отличие от ранее рассмотренного электронного β-распада. Этот вид радиоактивного превращения наблюдается у некоторых искусственно полученных радиоактивных изотопов.
Изменение заряда ядра при β-распаде приводит к тому, что в результате β-распада образуется атом элемента, смещенного на одно место от походного радиоактивного элемента к концу периодической системы (в случае β^-- распада) или к ее началу (в случае β⁺-распада).
К уменьшению заряда ядра на единицу при сохранении массового числа атома приводит не только β⁺-распад, но и электронный захват, при котором один из электронов атомной электронной оболочки захватывается ядром; взаимодействие этого электрона с одним из содержащихся в ядре протонов приводит к образованию нейтрона.
Электрон чаще всего захватывается из ближайшего к ядру К-слоя (К-захват), реже из L- или М-слоев.
 

Двойной электронный захват, 2e-захват — один из видов двойного бета-распада атомных ядер. Ядро захватывает два орбитальных электрона и излучает два нейтрино. Заряд ядра при этом уменьшается на две единицы. Если конкретизируется электронная оболочка (K, L, M и т.д.), с которой захватываются электроны, то говорят о двойном К-захвате и т.д. В случае безнейтринного 2e-захвата, запрещённого Стандартной моделью и изменяющего лептонное число на две единицы, выделяющаяся энергия уносится гамма-квантом внутреннего тормозного излучения. Ни двухнейтринный, ни безнейтринный 2e-захваты пока не наблюдались экспериментально.