Бета-распад
Бета-распад меняет соотношение протонов и нейтронов через слабое взаимодействие. В β⁻ распаде нейтрон превращается в протон с испусканием электрон и электронное антинейтрино: n→p+e⁻+ν̄ₑ. Массовое число А остаётся тем же, а Z увеличивается на 1.
β⁻ баланс
Родитель (A,Z) → дочь (A,Z+1). Нуклон не исчезает: нейтрон становится протон.
¹⁴₆C→¹⁴₇N+e⁻+ν̄ₑ. Должны сохраняться заряжать, энергия, импульс и угловой момент.
Зачем антинейтрино
Бета-электроны имеют непрерывный энергетический спектр. Без третьей лёгкой частицы двухчастичный распад давал бы почти фиксированную энергия электронов.
Антинейтрино уносит переменные энергия и импульс, обеспечивая законы сохранения.
Результат
Результат:
β⁺ и захват электрона
β⁺: p→n+e⁺+νₑ при достаточном Q-значение. Захват электрона: p+e⁻→n+νₑ.
В обоих случаях A неизменно, Z уменьшается на 1.
Слабое взаимодействие
Бета-распад не относится к электромагнитный или сильные процессы. На слабое взаимодействие на уровне кварков меняет вкус.
Оценить зависит от Q-значение, элементы ядерной матрицы и правила выбора, поэтому период полураспада различаются на многие порядки.
Конечная точка
Максимальная кинетическая энергия бета-электрона наблюдается, когда нейтрино и откат получают минимум энергия.
Конечная точка позволяет определять Q-значение и в точных опытах ограничивать масса нейтрино.
В веществе
Бета-частицы ионизируют и рассеиваются, их диапазон зависит от энергия и материал.
Экранирование с высоким Z может усиливать Тормозное излучение энергичных электронов, поэтому экранирование требует продуманного выбор материала.
Быстрый контроль
β⁻: A тот же, Z+1. β⁺ или захват электрона: A тот же, Z−1. Указывайте правильный вид нейтрино.
Бета-электрон рождается в слабый ядерный процесс, а не является старым орбитальный электрон.
Спектр энергии и законы сохранения
Непрерывный бета-спектр возникает потому, что Q-значение делится между электрон, нейтрино и ядро отдачи по-разному в каждом событии. Один электрон не обязан уносить всю энергию реакции.
Правила выбора ограничивают изменения ядерный спин и паритет; разрешено и запрещенные переходы могут иметь резко разные ставки даже при близких Q-значения.
Разобранный пример
C-14
¹⁴₆C β⁻.
Решение
¹⁴₇N+e⁻+ν̄ₑ.
β⁺
A=22,Z=11.
Решение
Дочь А=22,Z=10.
A
Меняется ли A?
Решение
Нет.