Dezintegrare beta
Dezintegrarea beta este guvernată de interacțiunea slabă și modifică raportul dintre neutroni și protoni în nucleu. În β⁻, un neutron se transformă într-un proton, fiind create un electron și un antineutrino electronic. Numărul de masă A rămâne neschimbat, iar Z crește cu o unitate.
Beta minus transformă un neutron într-un proton
Pentru β⁻, bilanțul este (A, Z) → (A, Z + 1) + e⁻ + ν̄ₑ. Electronul nu era o particulă „depozitată” în nucleu; el este creat în procesul slab împreună cu antineutrinul.
Deoarece numărul de nucleoni nu se schimbă, A rămâne constant. Creșterea lui Z cu o unitate face ca nucleul fiică să aparțină elementului următor din tabelul periodic.
Beta plus și captura electronică
În β⁺, un proton se transformă într-un neutron, un pozitron și un neutrino electronic, astfel încât Z scade cu o unitate. În captura electronică, nucleul capturează un electron atomic; un proton devine neutron și este emis un neutrino.
Condițiile energetice ale acestor procese nu sunt identice. În cazul β⁺ trebuie, printre altele, să existe suficientă energie pentru crearea pozitronului.
Spectrul continuu și neutrinul
Dacă dezintegrarea beta ar produce numai nucleul fiică și electronul, o tranziție nucleară fixă ar da electronului aproape o energie fixă. Experimentele arată însă un spectru continuu al energiilor electronilor până la o energie de capăt.
Energia și impulsul sunt împărțite între electron, neutrino sau antineutrino și reculul mic al nucleului fiică. Neutrinul este, așadar, o parte necesară a bilanțului exact de energie și impuls.
Interacția particulelor beta cu materia
Particulele beta sunt mult mai ușoare decât particulele alfa și, de obicei, parcurg distanțe mai mari în materie. Traiectoriile lor sunt însă ușor deviate de câmpurile electrice ale nucleelor atomice și de ciocnirile cu electronii.
Pierderea de energie și pătrunderea depind de energia inițială și de material. Pentru electroni de energie mare poate deveni importantă și radiația de frânare, mai ales în materiale cu Z mare.
Exemple rezolvate
1. Găsiți nucleul fiică în β⁻
Soluție
¹⁴₆C → ¹⁴₇N + e⁻ + ν̄ₑ: A rămâne 14, Z crește de la 6 la 7, deci elementul fiică este azotul.
2. Deosebiți β⁺
Soluție
În β⁺, A nu se schimbă, iar Z scade cu o unitate. Dacă părintele are Z = 11, nucleul fiică are Z = 10.
3. Explicați spectrul
Soluție
Electronii proveniți din aceeași tranziție β⁻ pot avea energii cinetice diferite deoarece energia disponibilă este împărțită în proporții diferite între electron, antineutrino și reculul nuclear.