Բետա-մասնիկներ

Բետա մասնիկներ, ռադիոակտիվ ատոմի միջուկից ճառագայթվող, բարձր էներգիա և մեծ արագություն ունեցող էլեկտրոններ կամ պոզիտրոններ։ Բետա մասնիկները իոնացնող ճառագայթման ձևերից են, կոչվում են նաև բետա ճառագայթներ։ Բետա մասնիկների առաջացումը կոչվում է բետա տրոհում։ Նշանակվում է հունարեն բետա՝ β տառով։ Բետա տրոհման երկու ձև կա՝ β⁻ β⁺, որոնք համապատասխանաբար առաջացնում են էլեկտրոններ և պոզիտրոններ^[1]։

Հելիումի միջուկներից բաղկացած ալֆա ճառագայթումը հեշտությամբ հնարավոր է կանգնեցնել թղթով։ Էլեկտրոններից կամ պոզիտրոններից բաղկացած բետա ճառագայթումը՝ այլումինիումի թիթեղով։ Գամմա ճառագայթումը՝ կապարով։

β− տրոհում (էլեկտրոնային ճառագայթում)

Հիմնական հոդված՝ Բետա-տրոհում

Բետա տրոհում։ Բետա մասնիկը (լեկտրոնը) ճառագայթվում է ատոմի միջուկից։ Էլեկտրոնի հետ ճառագայթվում է նաև հականեյտրինո։ Ազատ նեյտրոնի տրոհման ժամանակ առաջանում են պրոտոն, էլեկտրոն (բացասական բետա ճառագայթ) և էլեկտրոնային հականեյտրինո։

Նեյտրոնների ավելցուկ ունեցող անկայուն ատոմական միջուկը կարող է ենթարկվել β⁻ տրոհման, որի ընթացքում նեյտրոնը փոխակերպվում է պրոտոնի, էլեկտրոնի և էլեկտրոնային հականեյտրինոյի ( նեյտրինոյի հակամասնիկը)։

${\displaystyle n^{0}\rightarrow p^{+}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}}$։

Պրոցեսի ընթացքում գործում են թույլ փոխազդեցության ուժերը։ Նեյտրոնը վերածվում է պրոտոնի՝ ճառագայթելով վիրտուալ W⁻ բոզոն։ Քվարկային մակարդակում W⁻ ճառագայթումը d-քվարկը (ներքև-քվարկ) վերածում է u-քվարկի (վերև-քվարկ)՝ նեյտրոնը (մեկ վերև-քվարկ և երկու ներքև-քվարկ) վերածելով պրոտոնի (երկու վերև-քվարկ և մեկ ներքև-քվարկ)։ Վիրտուալ W⁻ բոզոնը տրոհվում է էլեկտրոնի և հականեյտրինոյի։

Բետա տրոհումը սովորաբար լինում է նեյտրոններով հարուստ միջուկի ճեղքման արգասիքներում, ինչն առաջանում է միջուկային ռեակտորներում։ Ազատ նեյտրոնը նույնպես կարող է այս ձևով տրոհվել։

β+ տրոհում (պոզիտրոնային ճառագայթում)

Հիմնական հոդված՝ Բետա-տրոհում

Պրոտոնների ավելցուկով անկայուն ատոմային միջուկները կարող են ենթարկվել β⁺ տրոհման (կոչվում է նաև պոզիտրոնային տրոհում), որի ընթացքում պրոտոնը փոխակերպվում է նեյտրոնի, պոզիտրոնի և էլեկտրոնային նեյտրինոյի․

${\displaystyle p^{+}\rightarrow n^{0}+e^{+}+{\nu }_{e}}$։

Բետա պլյուս տրոհումը կարող է պատահել միայն միջուկի ներսում, երբ դուստր միջուկի կապի էներգիան բացարձակ արժեքով ավելի մեծ է մայր միջուկի կապի էներգիայից, այսինքն՝ դուստր միջուկը ավելի ցածր էներգիական վիճակում է։

Փոխազդեցությունը նյութի հետ

Վավիլով-Չերենկովի էֆեկտում մեծ արագությամբ բետա մասնիկների պատճառով կապույտ լույս է ճառագայթվում TRIGA տիպի միջուկային ռեակտորից

Ռադիոակտիվ նյութերի ճառագայթման երեք՝ ալֆա, բետա և գամմա տիպերից բետա մասնիկներն ունեն միջին թափանցելու կարողություն և իոնացնող ուժ։ Չնայած տարբեր ռադիոակտիվ նյութերից առաքվող բետա մասնիկների էներգիան տարբեր է, դրանց մեծ մասը հնարավոր է կանգնեցնել մի քանի միլիմետր հաստությամբ այլումինի շերտով։ Քանի որ լիցքավորված մասիկներից է բաղկացած, բետա ճառագայթումը ավել ուժեղ է իոնացնում, քան գամմա ճառագայթումը։ Նյութի միջով անցնող բետա մասնիկները դանդաղում են էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության շնորհիվ, և կարող է առաջ գալ արգելակող ռենտգենյան ճառագայթում։

Ջրում միջուկի ճեղքման արգասիք բետա ճառագայթումը սովորաբար ավելի մեծ արագություն ունի, քանի լույսի արագությունն է (վակուումում լույսի արագության 75%-ը), ինչի պատճառով բետա մասնիկների՝ ջրում տարածվելիս առաջանում է կապույտ Վավիլով-Չերենկովի էֆեկտ։ Ընկղմված տիպի ռեակտորներում ուժեղ բետա ճառագայթումը կարող է այսպիսով տեսանելի դառնալ (տես աջակողմյան պատկերը)։

Դետեկտումը և չափումները

Բետա ճառագայթման իոնացնող կամ գրգռող ազդեցությունները նյութի վրա հիմնարար պրոցեսներ են, որոնց օգնությամբ ռադիոմետրական դետեկտորային սարքերը դետեկտում և չափում են բետա ճառագայթյումը։ Գազի իոնացնումը կիրառվում է իոնային խցիկներում և Գեյգերի հաշվիչներում, իսկ սցինտիլյատորների (կայծկլտանյութ) գրգռումը՝ սցինտիլյատորային հաշվիչներում։

Տես նաև

• Ալֆա-մասնիկներ
• Բետա-տրոհում
• Ռադիոակտիվություն

Ծանոթագրություններ

1. «Beta Decay». Lbl.gov. 2000 թ․ օգոստոսի 9. Արխիվացված է օրիգինալից 2016 թ․ մարտի 3-ին. Վերցված է 2015 թ․ հունվարի 15-ին.

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 2, էջ 414)։