Rozpad beta minus

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Rozpad beta minus, przemiana βsposób rozpadu jądra atomowego, podczas którego neutron ulega przemianie w proton oraz emitowany jest elektron e (promieniowanie beta) i antyneutrino elektronowe. Podstawą tego rozpadu jest przemiana kwarku dolnego w górny połączona z emisją wirtualnego bozonu W, który w czasie około 10 s rozpada się na parę elektron-antyneutrino elektronowe.

Bar (Ba, łac. barium) – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych. Nazwa pochodzi od greckiego słowa ciężki, choć sam bar do najcięższych pierwiastków nie należy.Kwark górny (ang. up, oznaczenie u) – jeden z kwarków, cząstka będąca podstawowym budulcem materii. Wchodzi w skład protonu i neutronu.

Przykłady izotopów, które ulegają rozpadowi beta minus: Co-60, Na-24, C-14, H-3 (tryt).

Przykładowe zapisy rozpadów: 13755Cs13756Ba + e + νe 6027Co6028Ni + e + νe 2411Na2412Mg + e + νe 146C147N + e + νe 31H32He + e + νe

Ogólnie:

Podczas rozpadu beta minus następuje przemiana neutronu w proton (na poziomie kwarków przemiana kwarku dolnego w górny), następnie emisja wirtualne bozonu pośredniczącego W, który niemal natychmiastowo rozpada się na elektron oraz antyneutrino elektronowe. Emisja pary lepton-antylepton (w tym wypadku elektron-antyneutrino elektronowe) spowodowana jest zasadą zachowania liczby leptonowej (+1 dla leptonów, −1 dla antyleptonów).

William Alfred Fowler (ur. 9 sierpnia 1911 w Pittsburghu, stan Pensylwania, zm. 14 marca 1995 w Pasadenie, Kalifornia, USA) – amerykański fizyk i astrofizyk, laureat Nagrody Nobla z dziedziny fizyki w roku 1983 za teoretyczne i doświadczalne badania reakcji nuklearnych, które miały kluczowe znaczenie w kosmicznej syntezie pierwiastków.Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 7, niemetal z grupy 15 (azotowców) układu okresowego. Stabilnymi izotopami azotu są N i N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości), a jego zawartość w litosferze Ziemi wynosi 50 ppm. Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotyny oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka, alkaloidy i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).

Ze względu na trzyciałowy charakter rozpadu, oraz całą jego kinematykę. Zasada zachowania pędu w żaden sposób nie determinuje podziału pędu pomiędzy ciała, a jedynie nakazuje, aby końcowy wypadkowy wektor pędu równy był początkowemu. Pozwala to na wiele możliwych realizacji procesu oraz niemożliwość skwantowania energii emitowanego elektronu.

Nikiel (Ni, łac. niccolum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Został odkryty w roku 1751 przez szwedzkiego chemika, Axela Cronstedta. W 1804 r. otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym. Przed naszą erą był używany w stopach z miedzią i cynkiem.Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

Warunkiem niezbędnym aby przemiana mogła zajść jest by masa jądra początkowego była większa od masy jądra końcowego o masę elektronu

Tak więc energia rozpadu ΔEβ+ wynosi:

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.Ernest Rutherford, 1. Baron Rutherford of Nelson (ur. 30 sierpnia 1871 w Brightwater, zm. 19 października 1937 w Cambridge) – chemik i fizyk z Nowej Zelandii. Jako pierwszy potwierdził istnienie jądra atomowego.

A po uwzględnieniu w bilansie elektronów na powłokach otrzymujemy:

Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10% w górnych warstwach atmosfery).Kwark – cząstka elementarna, fermion mający ładunek koloru (czyli podlegający oddziaływaniom silnym). Według obecnej wiedzy cząstki elementarne będące składnikami materii można podzielić na dwie grupy. Pierwszą grupę stanowią kwarki, drugą grupą są leptony. Każda z tych grup zawiera po sześć cząstek oraz ich antycząstki, istnieje więc sześć rodzajów kwarków oraz sześć rodzajów antykwarków.

więc:

Cez (Cs, łac. caesium) – pierwiastek chemiczny, metal alkaliczny. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa "szaroniebieski", związanego z kolorem nalotu pokrywającego zwykle powierzchnię.Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.

z czego wynika:

Maria Salomea Skłodowska-Curie (ur. 7 listopada 1867 w Warszawie, zm. 4 lipca 1934 w Passy) – uczona polsko-francuska, fizyk, chemik, dwukrotna noblistka.George Gamow (ros. Георгий Антонович Гамов, ur. 4 marca 1904 w Odessie – zm. 19 sierpnia 1968 w Boulder, Kolorado) – amerykański fizyk jądrowy i kosmolog, pochodzenia rosyjskiego.

Co oznacza, że przemiana beta minus może zajść tylko jeśli masa atomu początkowego jest większa od atomu końcowego.

Promieniowanie beta (promieniowanie β) – rodzaj promieniowania jonizującego wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej. Nazwa ma znaczenie historyczne – powstała, by odróżnić to promieniowanie od mniej przenikliwego promieniowania alfa. Promieniowanie beta i alfa zarejestrowane były po raz pierwszy przez Becquerela, który opisał swoje wyniki w serii publikacji w latach 1896–1897. Oba rodzaje promieniowania badał następnie Rutherford i w roku 1899 opisał ich różny charakter. Promieniowanie beta powstaje podczas rozpadu β. W zależności od rodzaju tego rozpadu, jest ono strumieniem elektronów (z rozpadu β) lub pozytonów (z rozpadu β) poruszających się z prędkością porównywalną z prędkością światła. Promieniowanie to jest silnie pochłaniane przez materię.Sir Fred Hoyle (urodzony 24 czerwca 1915 roku w Yorkshire, Anglia - zm. 20 sierpnia 2001 roku w Bournemouth) - brytyjski astronom, kosmolog, matematyk i astrofizyk teoretyczny.
Diagram Feynmana dla rozpadu beta minus

Przypisy[ | edytuj kod]

  1. Rozpad beta neutronu, www.ifj.edu.pl [dostęp 2016-09-20].
  2. Jan Pluta, Emisja promieniowania jonizującego.




Warto wiedzieć że... beta

Neutron (z łac. neuter – "obojętny") – cząstka subatomowa występująca w jądrach atomowych. Jest obojętny elektrycznie. Posiada spin ½.
Bozon W (wuon) – cząstka elementarna pośrednicząca w oddziaływaniach słabych, wymieniana przez elektrony, neutrina i inne cząstki oddziałujące oddziaływaniem słabym podczas zderzeń. Cząstka ta występuje w dwóch podstawowych postaciach: cząstki W i jej antycząstki W. Obie mają ten sam spin (równy 1) oraz masę, różnią się tylko ładunkiem elektrycznym.
Hans Albrecht Bethe (ur. 2 lipca 1906 w Strasburgu, zm. 6 marca 2005 w Ithace) – fizyk amerykański pochodzenia niemieckiego.
Radioaktywność (promieniotwórczość) – zdolność jąder atomowych do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma.
Kwark dolny (ang. down, oznaczenie d) – jeden z kwarków, cząstka będąca podstawowym budulcem materii. Wchodzi w skład protonu i neutronu.
Enrico Fermi (ur. 29 września 1901 w Rzymie, Włochy, zm. 28 listopada 1954 w Chicago, USA) – włoski fizyk teoretyk, laureat Nagrody Nobla z dziedziny fizyki w roku 1938, za wytworzenie w reakcjach z neutronami nowych pierwiastków promieniotwórczych.
Sód (Na, łac. natrium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali alkalicznych w układzie okresowym. Po raz pierwszy został wyizolowany przez Humphry’ego Davy’ego w 1807 r.

Reklama