Beta bozunması

β⁻ hesabı

Parent (A,Z) → daughter (A,Z+1). Nükleon kaybolmaz; bir neutron proton olur.

¹⁴₆C→¹⁴₇N+e⁻+ν̄ₑ. Charge, energy, momentum ve angular momentum korunmalıdır.

Antineutrino neden gerekir

Beta electrons continuous energy spectrum gösterir. Sadece daughter+electron olsaydı elektron enerjisi çok daha dar belirlenirdi.

Antineutrino event-by-event değişen energy ve momentum taşır ve conservation laws’ın deneyle uyuşmasını sağlar.

β⁺ ve electron capture

β⁺: p→n+e⁺+νₑ ve yeterli Q-value gerektirir. Electron capture: p+e⁻→n+νₑ.

Her iki süreçte A sabit, Z bir eksilir.

Weak interaction

Beta decay elektromanyetik veya strong interaction süreci değildir. Quark level’de weak interaction flavour değişimini mümkün kılar.

Rate, Q-value, nuclear matrix elements ve selection rules’a bağlıdır; bu yüzden yarı ömürler çok geniş aralıkta değişir.

Endpoint

Maksimum beta-electron kinetic energy, neutrino ve recoil minimum enerji aldığında görülür.

Endpoint measurements Q-value ve çok hassas deneylerde neutrino mass hakkında bilgi verir.

Madde ile etkileşim

Beta particles iyonlaştırır ve saçılır; menzil energy ve material’a bağlıdır.

High-Z shielding energetic electrons için bremsstrahlung üretebilir; shielding choice sadece en yoğun malzemeyi seçmek değildir.

Kontrol kuralı

β⁻: A aynı, Z+1. β⁺ veya electron capture: A aynı, Z−1. Doğru neutrino türünü denkleme ekleyin.

Beta electron, orbital’den fırlayan eski bir elektron değildir; weak nuclear process içinde üretilir.

Enerji spektrumu ve korunma

Continuous beta spectrum, Q-value enerjisinin electron, neutrino ve recoil nucleus arasında olaydan olaya paylaşılmasının sonucudur. Tek bir beta electron bütün Q değerini taşımaz.

Selection rules nuclear spin ve parity değişimlerini sınırlar; allowed ve forbidden beta transitions benzer Q-values olsa bile çok farklı rates gösterebilir.

Çözümlü örnek