Rozpad beta plus

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

Procesy syntezy jądrowej

Rozpad beta plus (przemiana β+) – reakcja jądrowa, w której emitowana jest cząstka β+ (zwana pozytonem lub antyelektronem) oraz neutrino elektronowe.

Przykłady izotopów, które ulegają rozpadowi beta plus: 11C, 13N, 15O, 18F i 22Na.

Przykładowy zapis rozpadu:

Ogólnie:

Podczas rozpadu beta plus następuje przemiana protonu w neutron (na poziomie kwarków przemiana kwarku górnego w dolny), następnie emisja wirtualnego bozonu pośredniczącego W+, który niemal natychmiastowo rozpada się na pozyton oraz neutrino elektronowe[1]. Emisja pary lepton-antylepton (w tym wypadku pozyton-neutrino 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 pozytonu[1].

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 plus może zajść tylko jeśli masa atomu początkowego jest większa o dwie masy elektronu od atomu końcowego[1].

Najczęściej przemianę beta plus wykorzystuje się w PET.

Rozpad beta plus zachodzi na Słońcu podczas cyklu CNO.

Powstające w rozpadzie promieniotwórczym jądra atomowego pozytony, po przebyciu drogi kilku milimetrów, zderzają się z elektronami, ulegając anihilacji. W wyniku anihilacji pary elektron–pozyton powstają dwa kwanty promieniowania elektromagnetycznego (fotony gamma) o energii 511 keV każdy, poruszające się w przeciwnych kierunkach (pod kątem 180°).

Zobacz też[edytuj]

Przypisy

  1. a b c Jan Pluta, Emisja promieniowania jonizującego.