Desintegració beta

La desintegració beta modifica l’equilibri entre protons i neutrons mitjançant la interacció feble. A diferència de la desintegració alfa, el nombre màssic A pot quedar igual mentre Z canvia en una unitat. L’electró o positró emès es crea en la desintegració; no estava emmagatzemat dins del nucli.

Beta menys transforma un neutró en protó

En beta menys, un neutró es transforma en un protó mentre es creen un electró i un antineutrí electrònic. Al nucli, A no canvia i Z augmenta en una unitat. La càrrega, l’energia, el moment i el moment angular es conserven en el procés complet.

β⁻: n → p + e⁻ + ν̄e

(A,Z) → (A,Z+1) + e⁻ + ν̄e

nucli pareun neutró es transformanucli fillelectró + antineutrí
En beta menys, un neutró es transforma en un protó mentre es creen un electró i un antineutrí electrònic. Al nucli, A no canvia i Z augmenta en una unitat. La càrrega, l’energia, el moment i el moment angular es conserven en el procés complet.

Beta més i captura electrònica van en el sentit contrari

En beta més, un protó es transforma en neutró, positró i neutrí; A es manté i Z disminueix en una unitat. En captura electrònica, el nucli captura un electró atòmic i un protó es converteix en neutró mentre s’emet un neutrí. Són processos diferents però amb el mateix canvi de Z.

β⁺: p → n + e⁺ + νe

EC: p + e⁻ → n + νe

energia electróenergia neutríretrocés
L’espectre continu i el neutrí

L’espectre continu i el neutrí

Si la desintegració beta produís només el nucli fill i un electró, una transició nuclear fixa donaria una energia electrònica gairebé fixa. En canvi, s’observa un espectre continu. L’energia i el moment disponibles es reparteixen entre l’electró o positró, el neutrí i el petit retrocés del nucli fill.

Què fan les partícules beta en la matèria

Les partícules beta són molt més lleugeres que les alfa i solen recórrer distàncies més grans, però les seves trajectòries es desvien fàcilment per col·lisions i camps coulombians. Penetració, energia de la partícula, activitat, geometria i temps d’exposició són magnituds diferents i no s’han de resumir en una sola idea de “força”.

Exemples resolts

1. Trobar el fill en beta menys

Solució

El carboni-14 té A = 14 i Z = 6. Beta menys manté A i porta Z a 7: el fill és nitrogen-14.

2. Distingir beta més

Solució

Si un nucli amb A = 22 i Z = 11 pateix beta més, A continua sent 22 i Z passa a 10.

3. Explicar l’espectre

Solució

Dos electrons beta de la mateixa transició poden tenir energies cinètiques diferents perquè l’energia disponible es reparteix de manera diferent entre electró, neutrí i retrocés.