Záření beta

1. 11 2011 | 14.22

Záření beta jsou částice (elektrony nebo pozitrony), které jsou vysílány radioaktivnímijádry prvků při beta rozpadu. Pohybují se velmi rychle, nesou kladný nebo záporný elektrický náboj a jejich pohyb může být tedy ovlivňován elektrickým polem. Jejich pronikavost je větší než u alfa částic, mohou pronikat materiály s nízkou hustotou nebo malou tloušťkou, k jejich zastavení stačí vrstva vzduchu silná 1 m nebo kovu o šířce 1 mm.

Jednomu typu přeměny beta podléhá bismut ²¹²Bi. Při ní se v jádře atomu přemění neutron na proton, elektron a antineutrino. Proton zůstane v jádře a elektron s antineutrinem jádro opustí. Pohybující se elektron se stal beta zářením. Nové jádro má o jeden proton více. Beta rozpadem bismutu takto vzniká polonium ²¹²Po.

Radioaktivní přeměna beta je taková přeměna, při které se nemění nukleonové číslo A jádra. Jejím prostřednictvím může jádro s nadbytkem neutronů změnit poměr Z/A, a tak dosáhnout větší stability. Základním rysem všech beta přeměn je emise elektronového neutrina (antineutrina) a uvolnění energie odpovídající hmotnostnímu úbytku systému.

PŘEMĚNA BETA MINUS:

Je emitován elektron.

Obecný předpis

${}^{A}_{Z} \mathrm {X} \to {}^{A}_{Z+1} \mathrm {Y} + \mathrm{e}^{-} \mathrm + \overline{\nu}_e$ .

Příklad:

${}^{234}_{91} \mathrm {Pa} \to {}^{234}_{92} \mathrm {U} + {}^{0}_{-1} \mathrm {e} \mathrm + \overline{\nu}_e$ .

Účast elektronu (pozitronu) při jaderných přeměnách poukazuje na skutečnost, že nukleony nejsou fundamentální částicemi. Při přeměně beta mínus se totiž uvnitř jádra mění neutron takto:

${}^{1}_{0} \mathrm {n} \to {}^{1}_{1} \mathrm {p} + \mathrm{e}^{-} + \overline{\nu}_e$

Podmínka přeměny:

m ( ${}^{A}_{Z} \mathrm {X})$ > m( ${}^{A}_{Z+1} \mathrm {Y}$ )

PŘEMĚNA BETA PLUS:

Dochází k emisi pozitronu (antičástice k elektronu)

Obecný předpis

${}^{A}_{Z} \mathrm {X} \to {}^{A}_{Z-1} \mathrm {Y} + \mathrm{e}^{+} + \nu_e$

Příklad:

${}^{30}_{15} \mathrm {P} \to {}^{30}_{14} \mathrm {Si} + {}^{0}_{1} \mathrm {e} \mathrm + \nu_e$ .

Přeměna beta plus spočívá v transformaci protonu na neutron

${}^{1}_{1} \mathrm {p} \to {}^{1}_{0} \mathrm {n} + \mathrm{e}^{+} + \nu_e$

ZÁCHYT ELEKTRONŮ JÁDREM:

Jádro pohltí jeden z elektronů z vnitřních slupek svého obalu a jaderný proton se mění na neutron za současné emise neutrina.

Podle obecné rovnice reakce probíhá takto:

⁰_-1e + ¹₁p ⇒ ¹₀n + v_e

a jádro podléhá přeměně, kterou lze obecně vyjádřit rovnicí:

^A_ZX + ⁰_-1e ⇒ ^A_Z-1Y

Elektronový obal je po tomto ději v excitovaném (základním) stavu; místo po zachyceném elektronu nezůstane prázdné, nýbrž je zaplněno elektronem z některého z vyšších atomových orbitalů. Současně dojde k emisi kvanta elektromagnetického záření, tj. fotonu.

Podmínka přeměny:

m ( ${}^{A}_{Z} \mathrm {X})$ > m ( ${}^{A}_{Z-1} \mathrm {Y}$ ) + 2.

m e

⇒ m ( ${}^{A}_{Z} \mathrm {X})$ > m ( ${}^{A}_{Z-1} \mathrm {Y}$ ) +

E ny / c 2

Záření beta