Phân rã beta

Trong vật lý hạt nhân, phân rã beta (phân rã β) là một kiểu phân rã phóng xạ, trong đó hạt nhân nguyên tử phát ra hạt beta (electron hoặc positron).^[1]

Tập tin:NuclideMap stitched small preview.png

Biểu đồ nuclide. Dưới: chia 3 phần để hiện rõ hơn.

Tập tin:NuclideMap small preview.jpg

Kiểu phân rã:

Không (đồng vị bền)
Phân rã beta
Phát xạ proton

Phát xạ positron hoặc bắt giữ electron

Trong trường hợp sinh ra electron thì được gọi là phân rã beta âm hay beta trừ (βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.), trường hợp còn lại thì gọi là beta cộng (βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.). Nếu phát ra hạt electron, một antineutrino electron cũng được sinh ra, trong khi nếu phát ra positron thì đi kèm là neutrino electron.

Phân rã β^-

Khi phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”., tương tác yếu chuyển một neutron (n) thành một proton (p) trong khi phát ra một electron (eLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.) và một antineutrino electron (νLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.):

$n \to p + e^{-} + \bar{ν_{e}}$

Ở mức cơ bản (như miêu tả trong biểu đồ Feynman bên dưới), là do sự biến đổi một quark xuống thành quark lên bằng cách phát ra một WLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. boson; WLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. thường phân rã thành một electron và một antineutrino electron.

Phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. trong một hạt nhân nguyên tử phát ra một WLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. boson trung gian.

Phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. trong một hạt nhân nguyên tử phát ra một WLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. boson trung gian.
Biểu đồ Feynman đối với phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. biến 1 neutron thành 1 proton, electron, và antineutrino electron qua 1 WLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. boson trung gian.

Phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. nhìn chung thường gặp ở những hạt nhân giàu neutron.

Phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.

Khi phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”., năng lượng được sử dụng để biến đổi 1 proton thành 1 neutron, đồng thời phát ra 1 positron (eLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.) và 1 electron neutrino (νLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.):

energy

+

p

→

n

+

eLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.

+

νLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”.

Vì vậy, khác với phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”., phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. không thể xuất hiện một cách độc lập do nó cần có năng lượng, khối lượng của neutron nặng hơn khối lượng của proton. Phân rã βLỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “Su”. chỉ có thể xảy ra bên trong hạt nhân khi mà trị số năng lượng liên kết của các hạt nhân mẹ nhỏ hơn năng lượng liên kết của hạt nhân con. Điểm khác biệt giữa các mức năng lượng này tạo ra phản ứng biến đổi 1 proton thành 1 neutron, 1 positron và 1 neutrino, và thành động năng của các hạt này.

Phân rã beta kép

Phân rã beta kép là loại phân rã phóng xạ trong đó hai proton được đồng thời biến thành hai neutron, hoặc ngược lại, bên trong hạt nhân nguyên tử. Như trong phân rã beta duy nhất, quá trình này cho phép các nguyên tử chuyển về gần hơn với tỷ lệ tối ưu của các proton và neutron. Kết quả của chuyển đổi này là các hạt nhân phát ra hai hạt beta có thể dò được, là electron hoặc positron.^[2]

Xem thêm

Tham khảo

^ Konya J., Nagy N. M. (2012). Nuclear and Radiochemistry. Elsevier. pp. 74–75. ISBN 978-0-12-391487-3.
^ Furry, W. H. (1939). "On Transition Probabilities in Double Beta-Disintegration". Physical Review. Quyển 56 số 12. tr. 1184–1193. Bibcode:1939PhRv...56.1184F. doi:10.1103/PhysRev.56.1184.