Бета-распад

Под понятием бета-распада объединяют три вида ядерных превращений: электронный (), позитронный () распад и электронный захват ( - захват). Известно более 1200 бета-активных ядер; из них только 20 являются естественными, остальные получены искусственным путем. Бета-распад обусловлен слабым взаимодействием.

распад. Открыт в 1899 г. Э.Резерфордом. Схема - распада:

(8.48.9)

При - распаде из ядра вылетает электрон и антинейтрино электронное . Заряд дочернего ядра при этом увеличивается на 1, т.е. дочернее ядро смещается в таблице Менделеева на одну клетку вправо по сравнению с материнским (правило смещения). Масса ядра остается без изменения. Примеры превращения при - распаде:

(8.48.10)

(8.48.11)

При - распаде один из нейтронов ядра превращается в протон по схеме:

(8.48.12)

Согласно современным представлениям, - распад обусловлен превращением одного из двух - кварков нейтрона в - кварк.

Энергия, выделяющаяся при - распаде, распределяется между дочерним ядром, электроном и нейтрино; подавляющая часть приходится на долю легких частиц. Поэтому спектр испускаемых электронов непрерывен, их кинетическая энергия принимает значения от 0 до граничной энергии , определяемой соотношением:

(8.48.13)

где и – массы материнского и дочернего ядра. Бета-излучение поглощается слоем алюминия толщиной 2 мм.

- распад. Позитронный распад открыт И. и Ф. Жолио-Кюри в 1934 г. Схема - распада:

(8.48.14)

При - распаде из ядра вылетают позитрон и электронное нейтрино Заряд дочернего ядра при этом уменьшается на 1, т.е. дочернее ядро смещается в таблице Менделеева на одну клетку влево по сравнению с материнским (правило смещения). Пример превращения при - распаде:

(8.48.15)

При - распаде один из протонов ядра превращается в нейтрон по схеме:

(8.48.16)

Для свободного протона такой процесс невозможен, т.к. масса покоя протона меньше массы покоя нейтрона. Но в ядре протон может заимствовать энергию от других нуклонов.

Согласно современным представлениям, - распад обусловлен превращением одного из двух - кварков протона в - кварк.

К – захват (электронный захват).Открыт в 1937 г. Альварецом. При - захвате ядро поглощает один из электронов слоя своего атома, в результате чего один из протонов ядра превращается в нейтрон, испуская при этом электронное нейтрино:

(8.48.17)

Схема процесса выглядит следующим образом:

(8.48.18)

Пример превращения при - захвате:

(8.48.19)

- захват сопровождается испусканием атомом характеристического рентгеновского излучения, образующегося при заполнении вакансий в его оболочке. Если в результате электронного захвата ядро оказывается в возбужденном состоянии, то оно испускает - излучение.