Beta-radiado

La figuro de Feynman de β⁻-radiado

Beta-radiado (β) estas aro da partikloj elsenditaj kun granda energio dum la malintegriĝo de kelkaj tipoj de radiaktivaj atomoj. Ĝi estas tipo de joniga radiado. La elsenditaj partikloj en la pli kutima beto-minus-radiado estas elektronoj; ekzistas alia tipo de radiado, beto-plus-radiado β⁺, kun eligo pozitronoj; tria tipo estas la elektrona kaptado.

Kineta energio de betaj partikloj havas kontinuan spektron inter 0 kaj la maksimuma havebla energio Q, kiu dependas de la fonta kaj rezulta nukleaj statoj de la disfalo. Tipa Q estas de ordo de 1 MeV, sed ĝi povas esti ankaŭ inter kelkaj keV kaj kelkaj dekoj de MeV. La plej energiaj betaj partikloj havas rapidojn tre proksimajn al la lumrapideco.

La procezo estas jena:

β⁻-radiado (elektrona)

La malstabilaj atomaj nukleoj kun eksceso de neŭtronoj povas stabiliĝi per la konvertado de unu neŭtrono en unu protonon, unu tre rapide forsenditan elektronon kaj unu elektronan antineŭtrinon (la antipartiklo de la neŭtrino):

${\mbox{n}}\rightarrow {\mbox{p}}+{\mbox{e}}^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$

En beto-minus-disfalo, la malforta nuklea forto konvertas neŭtronon en protonon disradiante elektronon kaj elektronan antineŭtrinon:

Je la fundamenta nivelo (kiel estas prezentite en la figuro de Feynman), ĉi tiu estas pro la konvertiĝo de suba kvarko al supra kvarko per eligo de peza W⁻ bosono, la W⁻ bosono poste disfalas en elektronon kaj elektronan antineŭtrinon.

Ekzemplo de beto-minus-disfalo:

${}_{27}^{60}{\hbox{Co}}\rightarrow {}_{28}^{60}{\hbox{Ni}}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$

β⁺-radiado (pozitrona)

La malstabilaj atomaj nukleoj kun eksceso de protonoj povas stabiliĝi per la konvertado de unu protono en unu neŭtronon, unu tre rapide forsenditan negativan elektronon (pozitrono) kaj unu elektronan neŭtrinon:

${\mbox{p}}\rightarrow {\mbox{n}}+{\mbox{e}}^{+}+\nu _{e}$

Malsimile al beto-minus-disfalo, beto-plus-disfalo ne povas okazi en izolado, ĉar ĝi postulas energion, ĉar la maso de la neŭtrono estas pli granda ol la maso de la protono. Beto-plus-disfalo povas nur okazi se la absoluta valoro de la bindanta energio de la fonta atomkerno estas malpli granda ol tiu de la rezultanta atomkerno. La diferenco inter ĉi tiuj energioj iras en la reakcion de konvertiĝo de protono en neŭtronon, pozitronon kaj neŭtrino kaj en kinetan energion de ĉi tiuj partikloj.

Ekzemplo de beto-plus-disfalo:

${}_{9}^{18}{\hbox{F}}\rightarrow {}_{8}^{18}{\hbox{O}}+e^{+}+{\nu }_{e}$

Elektrona kaptado (K-kaptado)

Alia tipo de β⁺-radiado estas la procezo de la elektrona kaptado: unu protono kuniĝas al elektrono, kaj konvertiĝas en neŭtronon plus neŭtrino.

$\mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {n} +{\nu }_{e}$

En ĉiuj okazoj en kiuj beto-plus-disfalo estas permesita energie kaj la protono estas parto de kerno kun elektronaj ŝeloj, ĝi estas akompanita per la elektrona kapta procezo, en kiu atoma elektrono estas kaptita per kerno kun eligo de neŭtrino:

Sed se la energia diferenco inter komenca kaj finaj ŝtatoj estas malgranda, malpli ol 2m_ec²), tiam beto-plus-disfalo estas ne permesita energie, kaj elektrona kapto estas la sola reĝimo.

Ekzemplo de elektrona kaptado:

${}_{53}^{123}{\hbox{I}}\rightarrow {}_{52}^{123}{\hbox{Te}}+{\nu }_{e}$

Proprecoj de la radioj

La beta-partikloj vojaĝas plurajn metrojn en la aero, sed estas haltigataj per maldikaj tavoloj de aluminio, aŭ per aliaj malpezaj materialoj.

Fonta izotopo	Energio	Maksimumo vojo de la beto-partiklo en
		aero	plasto	vitro
3H	19 keV	8 cm	–	–
14C	156 keV	65 cm	–	–
35S	167 keV	70 cm	–	–
131I	600 keV	250 cm	2,6 mm	–
32P	1,710 MeV	710 cm	7,2 mm	4 mm

Vidu ankaŭ

• Partikla radiado
• Alfa-radiado
• Gama-radiado