Правила отбора бета-распада

Для большинства b-переходов . Такие переходы имеют наибольшую вероятность и называются разрешенными. Они удовлетворяют правилам отбора Ферми или правилам отбора Гамова-Теллера. При этом осуществляется две возможности:

· электрон и нейтрино испускаются с противоположно-направленными спинами, , , ориентация спина у преобразующегося нуклона сохраняется, выполняется правило отбора Ферми.

· электрон и нейтрино испускаются с одинаково направленными спинами, , (за исключением 0®0 – перехода), ориентация спина нуклона изменяется на обратную, выполняется правило отбора Гамова–Теллера.

С увеличением на единицу вероятность b–распада уменьшается почти в сто раз. Поэтому переходы, у которых , () называют запрещенными 1-го порядка, при – запрещенными 2-го порядка и т.д. Чем выше порядок запрещения, тем менее вероятен переход, тем больше время жизни такого ядра.

Конечно, время жизни b-активного изотопа сильно зависит от энергии перехода. Чем больше энергия перехода, тем более вероятен переход, а следовательно, время жизни изотопа меньше. Для больших Е _е^max между средним временем жизни t и Е _е^max наблюдается следующая зависимость: t~(Е _е^max)^-5.

Кулоновский барьер при b–распаде, в отличие от a–распада, можно не обсуждать. Он есть лишь для позитронов, образовавшихся внутри ядра.

За b–распад ответственно слабое взаимодействие. Интенсивность слабых взаимодействий мала не только по сравнению с интенсивностью ядерного, но и электромагнитного взаимодействия. Времена жизни b–изотопов лежат в интервале 0,1с-10¹⁷ лет. Альфа-распад, за который ответственны ядерные силы, может происходить за времена существенно более короткие (до 3×10^-7 с). На малую интенсивность слабых взаимодействий указывает и большое время жизни нейтрона (~15 мин). Гамма-распад со сравнимой энергией выделения (0,78 МэВ) идет в среднем за 10^-12с.

В настоящее время установлено, что слабое взаимодействие осуществляется переносом (обменом) промежуточных бозонов – частиц большой массы, которые являются квантами слабого поля, как фотоны – квантами электромагнитного поля. Это W^± и Z – бозоны. Они открыты в 1983г в CERN (Европейская организация ядерных исследований, Швейцария).