B-распад

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=E_max означает, что вся энергия уносится электроном, нулевое значение энергии электрона соответствует тому, что вся энергия уносится антинейтрино.

Для b^--радиоактивности свободных нейтронов E_max=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.