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.
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.
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.