Betahenfald

Betahenfald ændrer forholdet mellem protoner og neutroner gennem den svage vekselvirkning. I modsætning til alfahenfald kan massetallet A forblive uændret, mens Z ændres med én. Den udsendte elektron eller positron skabes i henfaldet; den lå ikke gemt inde i kernen.

Beta-minus omdanner en neutron til en proton

Ved beta-minus bliver en neutron til en proton, mens en elektron og en elektron-antineutrino dannes. På kerneniveau er A uændret, mens Z stiger med én. Ladning, energi, impuls og impulsmoment bevares i den fulde proces.

β⁻: n → p + e⁻ + ν̄e

(A,Z) → (A,Z+1) + e⁻ + ν̄e

moderkerneén neutron omdannesdatterkerneelektron + antineutrino
Ved beta-minus bliver en neutron til en proton, mens en elektron og en elektron-antineutrino dannes. På kerneniveau er A uændret, mens Z stiger med én. Ladning, energi, impuls og impulsmoment bevares i den fulde proces.

Beta-plus og elektronindfangning går den anden vej

Ved beta-plus bliver en proton til en neutron, positron og neutrino; A er uændret, mens Z falder med én. Ved elektronindfangning optager kernen en atomar elektron, så en proton omdannes til en neutron og en neutrino udsendes.

β⁺: p → n + e⁺ + νe

EC: p + e⁻ → n + νe

elektronenergineutrinoenergirekyl
Det kontinuerte spektrum og neutrinoen

Det kontinuerte spektrum og neutrinoen

Hvis betahenfald kun gav en datterkerne og en elektron, ville en fast kerneovergang give næsten én bestemt elektronenergi. I stedet ses et kontinuert spektrum. Energi og impuls fordeles mellem elektron eller positron, neutrino og en lille kernerekyl.

Hvad betapartikler gør i stof

Betapartikler er langt lettere end alfapartikler og bevæger sig typisk længere, men deres baner afbøjes let af kollisioner og Coulombfelter. Gennemtrængning, partikelenergi, aktivitet, geometri og eksponeringstid er forskellige størrelser og bør ikke blandes sammen som én “styrke”.

Gennemregnede eksempler

1. Find datteren ved beta-minus

Løsning

Kulstof-14 har A = 14 og Z = 6. Beta-minus bevarer A og hæver Z til 7: datteren er kvælstof-14.

2. Skeln beta-plus

Løsning

Hvis A = 22 og Z = 11, giver beta-plus A = 22 og Z = 10.

3. Forklar spektret

Løsning

To betaelektroner fra samme overgang kan have forskellige kinetiske energier, fordi energien deles forskelligt mellem elektron, neutrino og rekyl.