Beta skilimas
Beta skilimą valdo silpnoji sąveika, keičianti neutronų ir protonų santykį branduolyje. β⁻ skilime neutronas virsta protonu, o kartu susidaro elektronas ir elektroninis antineutrinas. Masės skaičius A nekinta, o atominis skaičius Z padidėja vienetu.
Beta minus: neutronas virsta protonu
β⁻ apskaita yra (A, Z) → (A, Z + 1) + e⁻ + ν̄ₑ. Elektronas nėra iš anksto branduolyje laikyta dalelė; jis susidaro pačio silpnosios sąveikos virsmo metu kartu su antineutrinu.
Kadangi nukleonų skaičius nekinta, A lieka toks pats. Z padidėjimas vienetu reiškia, kad dukterinis branduolys priklauso kitam, periodinėje lentelėje greta esančiam elementui.
Beta plus ir elektrono pagava
β⁺ skilime protonas virsta neutronu, pozitronu ir elektroniniu neutrinu, todėl Z sumažėja vienetu. Elektrono pagavos metu branduolys pagauna atomo elektroną; protonas virsta neutronu ir išspinduliuojamas neutrinas.
Šių procesų energetinės sąlygos skiriasi. β⁺ atveju, be kita ko, turi pakakti energijos pozitronui sukurti.
Tolydus spektras ir neutrinas
Jei beta skilimas sudarytų tik dukterinį branduolį ir elektroną, fiksuotas branduolinis perėjimas suteiktų beveik fiksuotą elektrono energiją. Eksperimentai vietoj to rodo tolydų energijų spektrą iki galinės vertės.
Energiją ir impulsą dalijasi elektronas, neutrinas arba antineutrinas ir nedidelė dukterinio branduolio atatranka. Todėl neutrinas būtinas tiksliai energijos ir impulso tvermei.
Beta dalelių sąveika su medžiaga
Beta dalelės yra daug lengvesnės už alfa daleles ir paprastai nukeliauja toliau, tačiau jų trajektorijas lengvai iškreipia atomų branduolių elektriniai laukai ir susidūrimai su elektronais.
Energijos nuostoliai ir skvarba priklauso nuo dalelės energijos bei medžiagos. Didelės energijos elektronams, ypač didelio Z medžiagose, svarbi gali būti ir stabdomoji spinduliuotė.
Išspręsti pavyzdžiai
1. Raskite β⁻ dukterinį branduolį
Sprendimas
¹⁴₆C → ¹⁴₇N + e⁻ + ν̄ₑ: A lieka 14, Z padidėja nuo 6 iki 7, todėl dukterinis elementas yra azotas.
2. Atskirkite β⁺
Sprendimas
β⁺ metu A nekinta, o Z sumažėja vienetu. Jei pirminio Z = 11, dukterinio Z = 10.
3. Paaiškinkite spektrą
Sprendimas
To paties β⁻ perėjimo elektronai gali turėti skirtingą kinetinę energiją, nes turima energija įvairiai pasidalija elektronui, antineutrinui ir branduolio atatrankai.