Термином «b-распад» обозначают три типа ядерных превращений: электронный (b-) и позитронный (b+) распады, а также электронный захват (e-захват, или К-захват).
Первые два типа превращений состоят в том, что ядро испускает электрон (позитрон ) и электронное антинейтрино (электронное нейтрино ). b-электроны рождаются в результате процессов, происходящих внутри ядра, при превращении одного вида нуклона в ядре в другой – нейтрона в протон или протона в нейтрон:
где и - обозначения нейтрона и протона соответственно.
Энергия покоя нейтрона превышает энергию покоя атома водорода (т.е. протона и электрона вместе взятых) на 782 кэВ. За счет этой энергии может происходить самопроизвольное превращение нейтрона в протон (b--распад), в том числе и вне ядра. Действительно, b-электроны, рождающиеся при радиоактивном распаде свободных нейтронов, имеют энергию 782 кэВ.
b+-распад для свободного протона наблюдаться не может, однако для протона, связанного в ядре благодаря ядерному взаимодействию частиц, эта реакция оказывается энергетически возможной.
|
|
Рис.6.3. Спектр электронов при b-распаде | Энергетический спектр испускаемых при b-распаде электронов является непрерывным, простирающимся до верхней границы энергии b-спектра Emax (рис.6.3). Полная энергия, теряемая ядром при b-распаде, всегда равна Emax, но она по-разному распределяется между электроном и антинейтрино. |
Максимальное значение энергии электрона E=Emax означает, что вся энергия уносится электроном, нулевое значение энергии электрона соответствует тому, что вся энергия уносится антинейтрино.
Для b--радиоактивности свободных нейтронов Emax=782 кэВ.
В случае e-захвата (К-захвата) превращение протона в нейтрон идет по схеме:
При этом исчезает один из электронов на ближайшем к ядру K-слое атома.
Протон, превращаясь в нейтрон, как бы «захватывает» К-электрон. Особенностью этого типа b-распада является вылет из ядра только нейтрино Исчезновение одного их электронов в К-слое атома приводит к электронным переходам между внутренними электронными оболочками атома, что сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.