Бета разпад
Бета разпадът променя съотношението между протони и неутрони чрез слабото взаимодействие. Масовото число A може да остане непроменено, докато Z се променя с единица. Излъченият електрон или позитрон се създава в самия процес.
Бета минус превръща неутрон в протон
При β⁻ важи n→p+e⁻+ν̄ₑ. A остава същото, а Z нараства с единица.
Зарядът, енергията, импулсът и ъгловият момент се запазват за цялото крайно състояние, включително антинеутриното.
Бета плюс и електронният захват намаляват Z
При β⁺ протонът се превръща в неутрон, позитрон и електронно неутрино. При електронен захват: p+e⁻→n+νₑ.
И в двата случая A не се променя, а Z намалява с единица. При атомни маси електронният баланс трябва да се води много внимателно.
Непрекъснатият спектър идва от поделяне на енергията
Бета частицата няма една фиксирана кинетична енергия. Q-енергията се разпределя по различен начин между бета частицата, неутриното и отката на ядрото.
Исторически непрекъснатият спектър е важна следа за съществуването на неутриното и за запазването на енергия и импулс във всяко събитие.
Бета частиците се разсейват силно в материята
Електроните и позитроните са леки, затова траекториите им са извити и многократно разсеяни. Те йонизират и могат да създават спирачно лъчение.
Позитронът накрая анихилира с електрон и обикновено дава гама фотони, което също е важно при екраниране.
Решени примери
1. Въглерод-14
¹⁴C, Z=6, β⁻.
Решение
A=14, Z=7: ¹⁴N.
2. Бета плюс
A=22, Z=11.
Решение
Дъщерното ядро: A=22, Z=10.
3. Непрекъсната енергия
Защо няма една енергия?
Решение
Q се дели между бета частицата, неутриното и отката.
При изчисляване на Q за β⁺ с атомни маси трябва правилно да се включи масовият баланс на електрони и позитрони. Слабото взаимодействие променя типа нуклон, но законите за запазване важат за цялата система. Непрекъснатият спектър е естествена многотелна кинематика, а не изчезване на енергия.
Ядрените изчисления са чувствителни към определенията и към това кои частици принадлежат на началното и крайното състояние. Масовото число A е цяло число, което брои нуклоните, докато табличната атомна маса е измерена маса, включваща и електрони. Затова атомни и ядрени маси не трябва да се смесват без корекция. Най-сигурно е първо да се запише цялата реакция или преход, да се проверят A, Z и електричният заряд и едва после да се прави масов и енергиен баланс. Положителната Q-стойност показва, че крайното състояние е енергийно достъпно, но сама не определя скоростта. Тунелиране, слабо взаимодействие, електромагнитни правила за преход и достъпни възбудени нива определят вероятностите. Измереното лъчение и периодът на полуразпад се тълкуват заедно със законите за запазване, не вместо тях.