Rozpad beta - Polski Serwis Naukowy

Rozpad beta – jeden z typów reakcji rozpadu jądra. Jest to przemiana jądrowa, której skutkiem jest przemiana nukleonu w inny nukleon, zachodząca pod wpływem oddziaływania słabego. Wyróżnia się dwa rodzaje tego rozpadu: rozpad $\beta^{-}$ (beta minus) oraz rozpad $\beta^{+}$ (beta plus). W wyniku tego rozpadu zawsze wydzielana jest energia, którą unoszą produkty rozpadu. Część energii rozpadu może pozostać zmagazynowana w jądrze w postaci energii jego wzbudzenia, dlatego rozpadowi beta towarzyszy często emisja promieniowania gamma.

Nukleony to wspólna nazwa protonów i neutronów, czyli podstawowych cząstek tworzących jądro atomu. Nukleony składają się z kwarków. Choć przez obecne teorie cząstek protony i neutrony nie są uznawane za cząstki elementarne, ale z historycznych względów zalicza się je do cząstek elementarnych.

Diagram Feynmana to wymyślony przez Richarda Feynmana sposób graficznego zapisu pewnych równań fizycznych. W niektórych zastosowaniach (fizyka cząstek elementarnych, funkcje Greena) problemem porównywalnym z trudnością wykonywania obliczeń jest problem znalezienia wyrażeń, które mają być obliczone. Feynman rozwiązał ten problem proponując aby pewnym typom wyrażeń przyporządkować określone elementy graficzne (fragmenty grafów), w ten sposób znajdowanie potrzebnych wyrażeń sprowadził do znajdowania grafów o zadanych parametrach (korzystając z reguł konstrukcji grafów zależnych od dziedziny zastosowania). Przykładem takiego problemu dla szczególnego przypadku elektrodynamiki kwantowej jest znalezienie przekroju czynnego na oddziaływanie elektron-pozyton, które może zachodzić na wiele sposobów. W pierwszym rzędzie rachunku zaburzeń wkład elektromagnetyczny będzie pochodził od dwóch rodzajów oddziaływania:

Rozpad β

Diagram Feynmana rozpadu β neutronu do protonu, elektronu i antyneutrina elektronowego poprzez pośredni bozon W.

Rozpad $\beta^{-}$ polega na przemianie jądrowej, w wyniku której neutron zostaje zastąpiony protonem. Oddziaływanie ma miejsce poprzez emisję bozonu pośredniczącego $W^{-}$ przez jeden z kwarków d neutronu. $W^{-}$ rozpada się następnie na elektron i antyneutrino elektronowe według schematu:

Schemat rozpadu promieniotwórczego jądra danego izotopu pierwiastka jest graficznym przedstawieniem wybranych bądź wszystkich sposobów rozpadu oraz przejść energetycznych charakterystycznych dla tego radionuklidu. Rysunkowi towarzyszą opisy charakteryzujące ilościowo opisywany rozpad lub przejście (przemianę).

Proton, p <(gr.) πρῶτον – "pierwsze" (l.poj., rodz. nijaki)> - trwała cząstka elementarna z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u. Protony są głównym składnikiem pierwotnego promieniowania kosmicznego. Protony wraz z neutronami (→ nukleony) tworzą jądra atomowe pierwiastków chemicznych. Liczba protonów w jądrze danego atomu jest równa jego liczbie atomowej, która z kolei jest podstawą uporządkowania atomów w układzie okresowym pierwiastków.

$\mathrm{n}\rightarrow\mathrm{p}^++\mathrm{e}^-+\bar{\nu}_e$

W rezultacie w wyniku rozpadu beta minus powstaje elektron i antyneutrino elektronowe. Rozpad $\beta^{-}$ może zachodzić również dla swobodnego neutronu.

Rozpad β

Rozpad $\beta^{+}$ polega na przemianie protonu w neutron wewnątrz jądra. Reakcja zachodzi poprzez emisję bozonu $W^{+}$ , który rozpada się na pozyton oraz neutrino elektronowe. Ogólne równanie tej przemiany ma postać ${}^{A}_{Z}\hbox{X}\;\to\;^{A}_{Z-1}\hbox{Y}\;+\;{e^+}+{\nu}_e$

gdzie X i Y są jądrami – początkowym i końcowym, A oznacza liczbę nukleonów w jądrze a Z – liczbę protonów w jądrze początkowym.

Maria Göppert-Mayer lub Maria Goeppert-Mayer (ur. 28 czerwca 1906 w Katowicach, zm. 20 lutego 1972 w San Diego, Kalifornia) – fizyk amerykański pochodzenia niemieckiego, Nagroda Nobla (fizyka, 1963) za "odkrycia dotyczące struktury powłok nuklearnych". Druga w historii kobieta-laureatka Nagrody Nobla.

Rozpad beta minus, przemiana β- - reakcja jądrowa, w której emitowany jest elektron e- (promieniowanie beta) oraz antyneutrino elektronowe. Rozpady β- i β+ zachodzą w wyniku oddziaływań słabych.

Podwójny rozpad β

W 1935 roku Maria Goeppert-Mayer przewidziała istnienie procesu podwójnego rozpadu beta, a 1939 roku Wendell H. Furry zaproponował istnienie podwójnego rozpadu beta bez emisji neutrin (tzw. podwójny bezneutrinowy rozpad beta)

Zobacz też

schemat rozpadu,

sposób rozpadu