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.

Бета-распадn → p + e⁻ + ν̄ₑ
β⁻ баланс. Родитель (A,Z) → дочь (A,Z+1). Нуклон не исчезает: нейтрон становится протон.

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.

Бета-распадA постоянный; β⁻: Z → Z+1
Зачем антинейтрино. Бета-электроны имеют непрерывный энергетический спектр. Без третьей лёгкой частицы двухчастичный распад давал бы почти фиксированную энергия электронов.

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.