Бета - розпад

- розпадом називається процес самочинного перетворення нестабільного ядра в ядро-ізобар із зарядом, який відмінний на , за рахунок випускання електрона (позитрона) або захоплення електрона.

Період піврозпаду - радіоактивних ядер змінюється від дороків. Енергія- розпаду знаходиться в межах від(для) до(для ).

- випромінювання відхиляється електричними і магнітними полями; його іонізуюча здатність значно менша (приблизно на два порядки), а проникна здатність значно більша (поглинається шаром алюмінію2 мм), ніж у- частинок.- випромінювання – це потік швидких електронів.

Терміном - розпад називають три типи ядерних перетворень: електронний- розпад, позитронний- розпад, а також електронне захоплення (або- захоплення).

Явище електронного - розпаду відбувається за правилом зміщення

і супроводжується випромінюванням елек­трона. Електрони, що випромінюються в процесі - розпаду, мають широкий спектр енергій від нуля до деякого максимального значення (рис. 341).

При розпаді кількість нуклонів в ядрі не змінюється. Однак, якщо з ядра випромінюється електрон, який має спін, то спін ядра повинен змінитися на. Таке неузгодження спіну ядра до і після розпаду, а також наявність суцільного енергетичного спектра випромінюваних електронів привели В. Паулі до гіпотези (1931 р.) про те, що при- розпаді разом з електроном випускається ще одна нейтральна частинка – нейтрино. Нейтрино має нульовий заряд, спіні нульову масу спокою. Нейтрино позначають.

Проте виявилось, що при - розпаді випускається не нейтрино, а антинейтрино, (античастинка за відношенням до нейтрино, яка позначається).

Гіпотеза про існування нейтрино дала змогу Е. Фермі створити теорію- розпаду (1934), а через 20 років (1956 р.) нейтрино було виявлено експериментально. Такі довгі пошуки нейтрино пов’язані з відсутністю у цієї частинки заряду та маси спокою, а також тим, що іонізуюча здатність нейтрино надзвичайно мала (один акт іонізації припадає на пробіг500 кмв повітрі), а проникна здатність – дуже висока (пробіг нейтрино з енергією1 МеВв свинцю порядкум).

Для експериментального виявлення нейтрино використовували метод, який ґрунтується на тому, що в ядерних реакціях виконується закон збереження імпульсу.

Введення нейтрино дозволило пояснити не лише збереження спіна ядра, а й неперервність енергетичного спектра випромінюваних електронів. Суцільний спектр - частинок зумовлений розподілом енергії між електронами і антинейтрино, причому сума енергій обох частинок становить.

Оскільки при - розпаді кількість нуклонів в ядрі не змінюється, аZзбільшується на одиницю, то єдиний шлях, яким може відбуватись цей процес, це перетворення одного з нейтронів ядра в протон з одночасним утворенням електрона і антинейтрино:

.

Цей процес супроводжується виконанням законів збереження електричних зарядів, імпульсу і масових чисел.

Прикладом - розпаду може бути така реакція:

.

Явище - розпаду характерне ли­ше для штучно радіоактивних ядер і було вперше виявлено Фредериком та Ірен Жоліо-Кюрі при бомбардуванні різних ядер- частинками. Цей вид радіоактивного розпаду відбувається за таким правилом зміщення:

.

Прикладом - розпаду може бути така реакція перетворення азотуу вуглець:

.

Процес - розпаду проходить за такою схемою: один з протонів ядра перетворюється у нейтрон, випромінюючи при цьому позитрон і нейтрино:

.

Оскільки маса спокою протона мен­ша, ніж маса спокою нейтрона, то для віль­ного протона реакція відбуватися не може. Однак для протона, який знаходиться в яд­рі, внаслідок ядерної взаємодії частинок, ця реакція є енергетично можливою.

Позитрон - – частинка з масою спокою, яка точно дорівнює масі спокою електрона, спіном, і яка має додатний електричний заряд+е.

Позитрони можуть народжуватись при взаємодії - квантів великих енергій з речовиною. Цей процес відбувається за схемою

.

Для багатьох ядер перетворення протона в нейтрон, крім описаного вище процесу, може відбуватись через електрон­не захоплення, абое- захоплення, при якому ядро спонтанно захоплює електрон з однієї із внутрішніх оболонок атома, ви­пускаючи нейтрино:

.

Необхідність появи нейтрино випливає із закону збереження спіна. Схема е-захоплення:

,

тобто один з протонів ядра перетворюється у нейтрон, заряд ядра зменшується на одиницю і воно зміщується вліво, так само, як і при позитронному розпаді.

Електронне захоплення супровод­жується характеристичним рентгенівським випромінюванням, що виникає при заповненні вакансій, які утворюються в елек­тронній оболонці атома. При е-захопленні, крім нейтрино, ніякі інші частинки не випромінюються. Прикладом електронного захоплення може служити перетворення радіоактивного ядра берилію у стабільне ядро літію:

.