Бета-распад

Ядерная физика

Атомное ядро · Радиоактивный распад · Ядерная реакция Основные термины Атомное ядро · Изотопы · Изобары · Период полураспада · Массовое число · Цепная ядерная реакция Распад ядер Альфа-распад · Бета-распад · Гамма излучение · Кластерный распад Сложный распад Электронный захват · двойной бета-распад · Двойной электронный захват · Внутренняя конверсия · Изомерный переход Излучения Нейтронный распад · Позитронный распад · Протонный распад Захваты Электронный захват · Нейтронный захват R · S · P · Rp Реакции деления Спонтанное деление Ядерный синтез Известные учёные Беккерель · Бете · Мария Кюри · Кюри, Пьер · Ферми

Бета-распад (условное представление)

Бета-распад — физический процесс представляющий собой самопроизвольное взаимное превращение внутриядерных нейтронов и протонов, происходящее по одному из направлений, с испусканием или поглощением (e-) электронов или (e+) позитронов, (v) нейтрино или (v-)антинейтрино. Ниже представлены три основных направления превращений при β-распаде в качестве примеров: $$\mathrm{~^{14}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{7}N}+ e^- + \bar{\nu}_e$$(β⁻ распад), $$\mathrm{~^{11}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{11}_{5}B} + e^+ + {\nu}_e$$(β⁺ распад), $$\mathrm{~^{7}_{4}Be} + e^- \rightarrow\mathrm{~^{7}_{3}Li} + {\nu}_e$$(электронный захват).

Захват электронов при бета-распаде происходит с одной из атомных оболочек, чаще всего с ближайшей к ядру К-оболочки (К-захват), и соответственно намного реже со следующих, L- и M-оболочек (L- и М-захват). Электронный β-распад характерен для нейтронноизбыточных изотопов, в которых число нейтронов больше чем в устойчивых, а для элементов с Z > 83 — больше, чем в β-стабильных (испытывающих только α-распад). Напротив позитронный β-распад и электронный захват свойственны исключительно нейтроннодефицитным ядрам изотопов, более лёгким, чем устойчивые или β-стабильные. Энергия β⁻ и β⁺ распада Q_β делится между тремя частицами - электроном (или позитроном), антинейтрино (или нейтрино) и остаточным ядром. В результате β-частицы, в отличие от α-частиц, не обладают строго определённой энергией, и спектр их является не линейчатым, а сплошным - от нуля до Е_βмакс ~ Q_β (или Е_βмакс ~ Q_β - Е*, если остаточное ядро оказывается в возбуждённом состоянии). Обе частицы, испускаемые или поглощаемые при β-распаде,— электрон (позитрон) и антинейтрино (нейтрино) - обладают собственным моментом количества движения — спином, равным 1/2 (в единицах ћ). Поэтому разность полных моментов количества движения (спинов) исходного и конечного ядер при β-распаде всегда целочисленна: ΔI=0, (+/-)1, (+/-)2 и т. д.

Практическое значение бета-распада

Бета-распад ядер радиоактивных изотопов имеет огромное практическое значение. Бета-радиоактивные изотопы и их распад используются в радиоизотопной энергетике, в медицине, в областях использующих неразрушающий контроль (просвечивание гамма-излучением), при стерилизации формацевтических препаратов и пищевых продуктов. Наиболее распространёнными в промышленности бета-радиоактивными изотопами являются: цезий-137, кобальт-60, стронций-90, церий-144 и др.

См.также

• Альфа-распад
• Спонтанное деление