محدود نیم عمر و انرژی فروپاشی بتا
- فرآیندهای فروپاشی بتا دارای محدوده گسترده‌ای از نیم عمر و انرژیهای فروپاشی می‌باشند. سرعتهای فروپاشی بتایی علاوه بر رابطه بین نیم عمر و انرژی ، به چندین ویژگی دیگر از قبیل تغییرات اسپین و پاریته بستگی دارد. در اغلب موارد می‌توان گفت که انرژیهای فروپاشی بتایی بیشتر با نیم عمرهای کوتاهتر همراه می‌باشند.
- الکترونهای نشر شده از هسته در فرآیندهای فروپاشی بتا ، دارای انرژیهای جداگانه ثبت شده نیستند. در فروپاشی بتا ، توزیع پیوسته از انرژیهای ذره ، از صفر تا مقدار ماکزیمم وجود دارد. طیفهای حاصل از نشر‌های الکترونهای منفی و مثبت مشابه هستند.
انواع فروپاشی بتایی
سه فرآیند متداول وجود دارد که تحت عنوان فروپاشی بتا مورد بحث قرار می‌گیرد که عبارتند از:
- فروپاشی نگاترون: در فروپاشی نگاترون ، الکترونهای منفی از هسته منتشر می‌شوند. یک معادله عمودی برای فروپاشی رادیو نوکلوئید E به هسته F بصورت زیر است:
[SUP]A[/SUP][SUB]S[/SUB] -----> [SUP]A[/SUP][SUB]Z-1[/SUB] + βَ + υَ + γ
که در آن V یک آنتی نوترینو ، َβ نگاترون است. نوکلیدهایی که در آنها نسبت تعداد نوترون به تعداد پروتون بالاست، بشترین احتمال را برای فروپاشی نگاترون دارند.
- فروپاشی پوزیترون: در این نوع فروپاشی بتا ، الکترونهای مثبت از هسته منتشر می‌گردند. یک معادله عمومی برای فروپاشی رادیو نوکلوئید E به F به صورت زیر است:
[SUP]A[/SUP][SUB]S[/SUB] -----> [SUP]A[/SUP][SUB]Z-1[/SUB] + β[SUP]+[/SUP] + υَ + γ
که در آن β[SUP]+[/SUP] پوزیترون ، V نوترینو می‌باشد. همانطوریکه مشاهده می‌شود اگر چه فروپاشی پوزیترون منجر به کاهش در عدد اتمی به اندازه 1 واحد می‌شود، اما تغییری در عدد جرمی بوجود نمی‌آید.
- فروپاشی جذب الکترون: جذب الکترون نوعی حالت فروپاشی است که در آن الکترون اوربیتال اتمی بوسیله هسته برانگیخته جذب می‌گردد. معادله عمومی برای چنین فروپاشی در نوکلوئید E به نوکلوئید F بصورت زیر است:
[SUP]A[/SUP][SUB]S[/SUB] -----> [SUP]A[/SUP][SUB]Z-1[/SUB] + اشعه ایکس + υ + تشعشع ترمزی داخلی + اشعه گاما
که در آن V نوترینو می‌باشد. تشعشع ترمزی داخلی یک طیف پیوسته از
انرژی الکترومغناطیسی با شدت بسیار پایین است که در کلیه فرآیندهای فروپاشی بتا منتشر می‌گردد. این انرژی حاوی مقداری از آن است که به نشر نوترینوها نسبت داده می‌شود. الکترونهای اوژه ، الکترونهای اربیتال اتمی با انرژی نسبتا پایین هستند که ممکن است به عنوان جانشین اشعه ایکس منتشر شوند. در این نوع فروپاشی همانند فروپاشیهای نگاترون و پوزیترون ، عدد اتمی 1 واحد کاهش می‌یابد ولی تغییری در عدد جرمی بوجود نمی‌آید.
تفاوتهای دیگر بین فروپاشیهای بتایینوترینوهای نشر شده در فروپاشی جذب الکترون متفاوت از دیگر فرآیندهای فروپاشی بتایی که در آنها نوترینوها تک انرژی هستند، می‌باشد. آنها بر خلاف نوترینوهای منتشر شده از فروپاشی پوزیترون فاقد توزیعی از انرژی می‌باشد.
برهمکنشهای ذره بتابرهمکنشهای ذرات باردار سبک با ماده پیچیده‌تر از ذرات باردار سنگین است. ذرات بتا از طریق
یونیزاسیون و برانگیختگی اتمی و مولکولها ماده برهمکنش می‌دهند. همچنین برهمکنشهای بتا با ماده شامل پراکندگی برگشتی و پخش ترمزی و
تشعشع جرنکو نیز می‌باشد. جرم کوچکتر ذره بتا باعث می‌شود که در عمل یونیزاسیون ایجاد شده از طریق آن با یونیزاسیون حاصل از ذرات باردار سنگین اختلافاتی داشته باشد.
برد ذره بتا در مادهذره بتا تک انرژی نیست بلکه از خود انرژیهای ممتدی تا یک مقدار ماکزیمم نشان می‌دهد. بنابراین برد ذرات بتا پیوسته بوده و به یک مقدار ماکزیمم می‌رسد.
