Beta rozpad

Beta mínus

Na úrovni nukleónu n → p + e⁻ + ν̄ₑ. V celom jadre zostáva A rovnaké a Z sa zvýši o jeden. Náboj sa zachováva: nový protón má +e, elektrón −e a antineutríno je neutrálne. Dcérske jadro je preto nasledujúci prvok v periodickej tabuľke.

Beta plus a elektrónový záchyt

Pri β⁺ sa protón mení na neutrón a vznikajú pozitrón a neutríno: p → n + e⁺ + νₑ. A sa nemení a Z klesne o jeden. Elektrónový záchyt tiež zníži Z o jeden. Energetická možnosť kanálov závisí od rozdielov atómových hmotností.

Prečo je beta spektrum spojité

Určitý prechod má pevnú celkovú Q-hodnotu, no elektrón nedostáva vždy rovnakú energiu. Energia a hybnosť sa delia medzi beta časticu, neutríno a spätný ráz dcérskeho jadra. Premenlivý podiel neutrína vytvára spojité spektrum elektrónov s charakteristickým koncovým bodom.

Spojité beta spektrum bolo historicky dôležitým vodidlom k hypotéze neutrína. Keby v konečnom stave boli iba elektrón a dcérske jadro, pevná Q-hodnota by dávala takmer jedinú energiu elektrónu. Tretia častica umožňuje zachovať energiu a hybnosť v každom jednotlivom deji, nie iba v priemere mnohých rozpadov.

Slabá interakcia

Na kvarkovej úrovni zodpovedá β⁻ premene kvarku d na kvark u cez nabitý prúd slabej interakcie. Tento opis vysvetľuje, ako sa neutrón môže zmeniť na protón a zároveň zostať zachované energia, hybnosť, náboj a príslušné kvantové čísla.

Interakcia s látkou

Beta častice sú obyčajne prenikavejšie než alfa a pozdĺž dráhy ionizujú redšie. Tienenie závisí od energie; veľmi husté materiály môžu zvýšiť brzdné žiarenie. Dcérske jadro môže zostať excitované a následne emitovať gama, takže oba kroky môžu nasledovať po sebe.

Pri výpočte Q pre β⁺ treba dávať pozor na použitie atómových hmotností. Emisia pozitrónu musí energeticky pokryť vznik pozitrónu aj správnu bilanciu elektrónov, takže podmienka je prísnejšia než samotná premena protónu na neutrón. Elektrónový záchyt preto môže byť možný aj tam, kde β⁺ možný nie je.

Vyriešené príklady

1. β⁻

2. β⁺

3. ν̄ₑ