Бета-распад: электронный, позитронный, обратный (тип радиоактивного распада)

Бета-распад ядра происходит с испускани­ем электрона и электронного антинейтрино:

^A_ZX → ^A_Z+1X’ + e^- + v͂_e (электронный, или β-распад)

или с испусканием позитрона и электронного нейтрино:

^A_ZX → ^A_Z-1X’ + e⁺ + v_e (позитронный, или β^--распад)

В электронном распаде один из нейтронов в ядре пре­вращается в протон:

n → p + e^- + v͂_e,

а в позитронном — в ядре происходит превращение протона:

p → n + e⁺ + v͂_e.

Если нейтрон распадается и в свободном состоянии (его среднее время жизни 14,8 мин), то протон может подвергнуться распаду только внутри ядра, так как его масса меньше массы нейтрона. Превращение протона в нейтрон внутри ядра происходит и при захвате ядром элек­трона с одной из внутренних оболочек атома (обычно из K-, реже из L- или M-слоя). В связи с этим процесс поглоще­ния электрона ядром:

e^{- A}_ZX → ^A_Z-1X’ + v_e (электронный захват),

а также процессы:

v͂_e + ^A_ZX → ^A_Z-1X’ + e⁺ (обратный β⁺-распад),

v_e + ^A_ZX → ^A_Z+1X’ + e^- (обратный β⁺-распад), Материал с сайта http://worldof.school

обычно относят к процессам β-распада, так как физика всех пяти процессов одинакова. Они протекают за счет слабого взаимодействия, причем превращению подвергается не яд­ро, а нуклон внутри ядра. Однако выполнение законов со­хранения приводит к тому, что распад нуклона сопровожда­ется перестройкой ядра. Это и определяет среднее время жизни β-активных ядер, которое, как правило, измеряется секундами и минутами, хотя есть и ядра-долгожители, на­пример ядро ⁴⁰K (T_½ = 1,28 • 10⁶ лет). И с этим же связан тот факт, что при β-распаде конечное ядро часто оказывается в возбужденном состоянии. Бета-активность наблюдается и у легких, и у средних, и у тяжелых ядер. Например, β-распад испытывают ядра трития: ³H → ³He + e^- + v͂_e (T_½ = 12,33 го­да), ядра ксенона: ¹¹⁴₅₄Xe → ¹¹⁴₅₃I + e⁺ + v_e (T_½ = 10,0 с), ядра эйнштейния: ²⁵⁵₉₉Es → ²⁵⁵₁₀₀Fm + e^- + v͂_e (T_½ = 39,8 суток).

При β-распаде ядер в конечном состоянии образуются три ча­стицы, каждая из которых характеризуется тремя проекциями импульса. Четыре уравнения, выражающие законы сохране­ния энергии и импульса, не могут однозначно определить 9 не­известных, поэтому импульс и энергия каждой из конечных частиц принимает непрерывный ряд значений из определен­ного интервала. Энергетический спектр электронов (позитро­нов), вылетающих при β-распаде, непрерывен и обрывается на предельно возможном для них значении энергии.

На этой странице материал по темам:

• Обратный бета распад

• Распад электронный и позитронный

• Радиоактивность физика кратко