Бета-розпад

Бета-розпад змінює протонно-нейтронний баланс через слабка взаємодія. У β⁻ розпад нейтронів перетворюється на протон з випромінюванням електрон та електронне антинейтрино: n→p+e⁻+ν̄ₑ. Масове число А не змінюється, а Z збільшується на 1.

Бета-розпадn → p + e⁻ + ν̄ₑ
β⁻ бухгалтерія. Батько (A,Z) → дочка (A,Z+1). Нуклон не зникає: нейтрон стає протон.

β⁻ бухгалтерія

Батько (A,Z) → дочка (A,Z+1). Нуклон не зникає: нейтрон стає протон.

¹⁴₆C→¹⁴₇N+e⁻+ν̄ₑ. Зарядити, енергії, імпульс і кутовий момент мають зберігатися.

Навіщо антинейтрино

Бета-електрони мають безперервний енергетичний спектр. Без третьої легкої частинки розпад двох тіл дав би майже фіксовану енергія електронів.

Антинейтрино переносить змінні енергії і імпульс та забезпечує закони збереження.

Результат

Результат:

β⁺ і захоплення електронів

β⁺: p→n+e⁺+νₑ за достатнього Q-значення. Захоплення електронів: p+e⁻→n+νₑ.

В обох випадках A стало, Z зменшується на 1.

Бета-розпадA постійний; β⁻: Z → Z+1
Навіщо антинейтрино. Бета-електрони мають безперервний енергетичний спектр. Без третьої легкої частинки розпад двох тіл дав би майже фіксовану енергія електронів.

Слабка взаємодія

Бета-розпад не є електромагнітний або сильний процес. На кварковий рівень слабкої взаємодії змінює аромат.

Оцінка залежить від Q-значення, елементи ядерної матриці і правила відбору, тому періоди напіврозпаду різняться на багато порядків.

Кінцева точка

Максимальна кінетична енергія бета-електронів виникає, коли нейтрино і віддача отримують мінімум енергії.

Вимірювання кінцевої точки дають Q-значення і в точних експерименти інформацію про маса нейтрино.

У речовині

Бета-частинки іонізують і розсіюються; діапазон залежить від енергії та матеріал.

Екранування з високим Z для енергійні електрони може створювати значне гальмівне випромінювання, тому вибір екранування потребує фізичного обґрунтування.

Швидка перевірка

β⁻: A те саме, Z+1. β⁺ або захоплення електронів: A те саме, Z−1. Додайте правильний види нейтрино.

Бета-електрон народжується у слабкий ядерний процес, а не є колишнім орбітальний електрон.

Спектр енергії і збереження

Безперервний бета-спектр виникає тому, що Q-значення ділиться між електрон, нейтрино і ядро віддачі по-різному в кожному подія. Один бета-електрон не несе всю розпад енергії.

Правила відбору обмежують ядерний спін і зміни паритету; дозволено і заборонені переходи можуть мати дуже різні ставки за подібних Q-значення.

Розібраний приклад

C-14

¹⁴₆C β⁻.

Розв’язання

¹⁴₇N+e⁻+ν̄ₑ.

β⁺

A=22,Z=11.

Розв’язання

Дочка А=22,Z=10.

A

Чи змінюється A?

Розв’язання

Ні.