Rozpad beta minus

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Procesy jądrowe
Procesy rozpadu jądrowego

Procesy syntezy jądrowej

Rozpad beta minus, przemiana βsposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron e (promieniowanie beta) i antyneutrino elektronowe. Podstawą tego rozpadu jest przemiana kwarku dolnego w górny połączona z emisją wirtualnego bozonu W, który w czasie około 10−27 s rozpada się na parę elektron-antyneutrino elektronowe[1].

Przykłady izotopów, które ulegają rozpadowi beta minus: Co-60, Na-24, C-14, H-3 (tryt).

Przykładowe zapisy rozpadów:

13755Cs13756Ba + e + νe
6027Co6028Ni + e + νe
2411Na2412Mg + e + νe
146C147N + e + νe
31H32He + e + νe

Ogólnie:

Podczas rozpadu beta minus następuje przemiana neutronu w proton (na poziomie kwarków przemiana kwarku dolnego w górny), następnie emisja wirtualne bozonu pośredniczącego W-, który niemal natychmiastowo rozpada się na elektron oraz antyneutrino elektronowe.[2] Emisja pary lepton-antylepton (w tym wypadku elektron-antyneutrino elektronowe) spowodowana jest zasadą zachowania liczby leptonowej (+1 dla leptonów, -1 dla antyleptonów).

Ze względu na trzyciałowy charakter rozpadu, oraz całą jego kinematykę. Zasada zachowania pędu w żaden sposób nie determinuje podziału pędu pomiędzy ciała, a jedynie nakazuje, aby końcowy wypadkowy wektor pędu równy był początkowemu. Pozwala to na wiele możliwych realizacji procesu oraz niemożliwość skwantowania energii emitowanego elektronu.[2]

Warunkiem niezbędnym aby przemiana mogła zajść jest by masa jądra początkowego była większa od masy jądra końcowego o masę elektronu

Tak więc energia rozpadu ΔEβ+ wynosi:

A po uwzględnieniu w bilansie elektronów na powłokach otrzymujemy:

więc:

z tego wynika:

Co oznacza że przemiana beta minus może zajść tylko jeśli masa atomu początkowego jest większa od atomu końcowego.[2]

Diagram Feynmana dla rozpadu beta minus

Przypisy

  1. Rozpad beta neutronu, www.ifj.edu.pl [dostęp 2016-09-20].
  2. a b c JanJ. Pluta JanJ., Emisja promieniowania jonizującego.