Beta sabrukšana
Beta sabrukšanu nosaka vājā mijiedarbība, kas maina neitronu un protonu attiecību kodolā. β⁻ sabrukšanā neitrons pārvēršas par protonu, bet vienlaikus rodas elektrons un elektrona antineitrīno. Masas skaitlis A paliek nemainīgs, atomskaitlis Z palielinās par vienu.
Beta mīnuss pārvērš neitronu par protonu
β⁻ procesam (A, Z) → (A, Z + 1) + e⁻ + ν̄ₑ. Elektrons nav iepriekš “glabājies” kodolā; tas rodas pašā vājās mijiedarbības procesā kopā ar antineitrīno.
Tā kā nuklonu skaits nemainās, A paliek tas pats. Z palielināšanās par vienu nozīmē, ka meitas kodols pieder nākamajam ķīmiskajam elementam.
Beta pluss un elektrona satveršana
β⁺ sabrukšanā protons pārvēršas par neitronu, pozitronu un elektrona neitrīno, tāpēc Z samazinās par vienu. Elektrona satveršanā kodols absorbē atoma elektronu; protons pārvēršas par neitronu un tiek izstarots neitrīno.
Šiem procesiem nav vienādu enerģētisko nosacījumu. β⁺ procesā cita starpā jābūt pietiekamai enerģijai pozitrona radīšanai.
Nepārtrauktais spektrs un neitrīno
Ja beta sabrukšana radītu tikai meitas kodolu un elektronu, noteikta kodola pāreja dotu gandrīz noteiktu elektrona enerģiju. Eksperimenti tomēr rāda nepārtrauktu elektronu enerģijas spektru līdz galapunkta enerģijai.
Enerģija un impulss tiek sadalīti starp elektronu, neitrīno vai antineitrīno un meitas kodola nelielo atsitienu. Tāpēc neitrīno ir nepieciešama precīzas enerģijas un impulsa bilances daļa.
Beta daļiņu mijiedarbība ar vielu
Beta daļiņas ir daudz vieglākas par alfa daļiņām un parasti vielā aiziet tālāk, taču to trajektorijas viegli novirza atomu kodolu elektriskie lauki un sadursmes ar elektroniem.
Enerģijas zudumi un caurspiešanās ir atkarīgi no enerģijas un materiāla. Lielas enerģijas elektroniem, īpaši materiālos ar lielu Z, var būt nozīmīgs arī bremzēšanas starojums.
Atrisināti piemēri
1. Atrodiet β⁻ meitas kodolu
Risinājums
¹⁴₆C → ¹⁴₇N + e⁻ + ν̄ₑ: A paliek 14, Z pieaug no 6 līdz 7, tātad meitas elements ir slāpeklis.
2. Atšķiriet β⁺
Risinājums
β⁺ sabrukšanā A nemainās, bet Z samazinās par vienu. Ja mātes Z = 11, meitas Z = 10.
3. Izskaidrojiet spektru
Risinājums
Viena β⁻ pārejas elektroniem var būt atšķirīga kinētiskā enerģija, jo pieejamā enerģija dažādās proporcijās sadalās starp elektronu, antineitrīno un kodola atsitienu.