Rozpad beta plus

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Rozpad beta plus (przemiana β) – reakcja jądrowa, w której emitowana jest cząstka β (zwana pozytonem lub antyelektronem) oraz neutrino elektronowe.

Sposób rozpadu parametr określający sposób samoistnego przekształcenia się nietrwałego jądra atomowego (izotopu). Kryterium podziału są emitowane w wyniku przemiany produkty.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 plus: C, N, O, F i Na.

Przykładowy zapis rozpadu:

Ogólnie:

Anihilacja (z łac. annihilatio – unicestwienie, od nihil – nic) – proces prowadzący do całkowitej destrukcji materii posiadającej masę. W fizyce anihilacją nazywamy oddziaływanie cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka zostają zamienione na fotony (zasada zachowania pędu nie dopuszcza możliwości powstania jednego fotonu – zawsze powstają co najmniej dwa) o sumarycznej energii równoważnej masom cząstki i antycząstki, zgodnie ze wzorem Einsteina: E=mc² (zobacz: Szczególna teoria względności). 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.

Podczas rozpadu beta plus następuje przemiana protonu w neutron (na poziomie kwarków przemiana kwarku górnego w dolny), następnie emisja wirtualnego bozonu pośredniczącego W, który niemal natychmiastowo rozpada się na pozyton oraz neutrino elektronowe. Emisja pary lepton-antylepton (w tym wypadku pozyton-neutrino elektronowe) spowodowana jest zasadą zachowania liczby leptonowej (+1 dla leptonów, −1 dla antyleptonów).

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).Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.

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 pozytonu.

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).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.

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:

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.Maria Salomea Skłodowska-Curie (ur. 7 listopada 1867 w Warszawie, zm. 4 lipca 1934 w Passy) – uczona polsko-francuska, fizyk, chemik, dwukrotna noblistka.

A po uwzględnieniu w bilansie elektronów na powłokach otrzymujemy:

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.Fluor (F, łac. fluorum) – pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy fluorowców w układzie okresowym. Fluor w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki F2. Jest żółtozielonym silnie trującym gazem o ostrym zapachu podobnym do chloru.

więc:

Fizyka jądrowa – dział fizyki zajmujący się badaniem budowy i przemian jądra atomowego. Zajmuje się badaniami doświadczalnymi, teoretycznymi oraz zastosowaniem techniki jądrowej.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.

z tego wynika:

Pozytonowa tomografia emisyjna (ang. positron emission tomography, PET) jest techniką obrazowania, w której (zamiast jak w tomografii komputerowej – zewnętrznego źródła promieniowania rentgenowskiego lub radioaktywnego) rejestruje się promieniowanie powstające podczas anihilacji pozytonów (anty-elektronów). Źródłem pozytonów jest podana pacjentowi substancja promieniotwórcza, ulegająca rozpadowi beta plus. Substancja ta zawiera izotopy promieniotwórcze o krótkim czasie połowicznego rozpadu, dzięki czemu większość promieniowania powstaje w trakcie badania, co ogranicza powstawanie uszkodzeń tkanek wywołanych promieniowaniem. Wiąże się także z koniecznością uruchomienia cyklotronu w pobliżu (krótki czas połowicznego rozpadu izotopów to także krótki maksymalny czas ich transportu) co znacząco podnosi koszty.Cykl węglowo-azotowo-tlenowy (CNO) – cykl przemian jąder atomowych, których efektem jest przemiana wodoru w hel oraz powstawanie dużych ilości energii. Jest źródłem energii dla masywnych gwiazd, ponieważ może zachodzić tylko w bardzo dużych temperaturach (rzędu 20 milionów kelwinów).

Co oznacza że przemiana beta plus może zajść tylko jeśli masa atomu początkowego jest większa o dwie masy elektronu od atomu końcowego.

Pęd w mechanice – wektorowa wielkość fizyczna opisująca mechanikę, a więc ruch i oddziaływania obiektu fizycznego. Pęd mogą mieć wszystkie formy materii, np. ciała o niezerowej masie spoczynkowej, pole elektromagnetyczne, pole grawitacyjne.Hans Albrecht Bethe (ur. 2 lipca 1906 w Strasburgu, zm. 6 marca 2005 w Ithace) – fizyk amerykański pochodzenia niemieckiego.

Najczęściej przemianę beta plus wykorzystuje się w pozytonowej tomografii emisyjnej (PET).

Rozpad beta plus zachodzi na Słońcu podczas cyklu CNO.

Powstające w rozpadzie promieniotwórczym jądra atomowego pozytony, po przebyciu drogi kilku milimetrów, zderzają się z elektronami, ulegając anihilacji. W wyniku anihilacji pary elektron–pozyton powstają dwa kwanty promieniowania elektromagnetycznego (fotony gamma) o energii 511 keV każdy, poruszające się w przeciwnych kierunkach (pod kątem 180°).

Zobacz też[ | edytuj kod]

  • cząstka elementarna
  • fizyka jądrowa
  • sposób rozpadu
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Jan Pluta, Emisja promieniowania jonizującego.




    Warto wiedzieć że... beta

    Kwark dolny (ang. down, oznaczenie d) – jeden z kwarków, cząstka będąca podstawowym budulcem materii. Wchodzi w skład protonu i neutronu.
    Tlen (O, łac. oxygenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 8, niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym.
    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.
    Reakcja termojądrowa, synteza jądrowa lub fuzja jądrowa – zjawisko polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe. W wyniku fuzji mogą powstawać obok nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki elementarne i cząstki alfa.
    Elektronowolt (eV) – jednostka energii stosowana w fizyce. Jeden elektronowolt jest to energia, jaką uzyskuje bądź traci elektron, który przemieścił się w polu elektrycznym o różnicy potencjałów równej 1 woltowi:
    Kontrola autorytatywna – w terminologii bibliotekoznawczej określenie procedur zapewniających utrzymanie w sposób konsekwentny haseł (nazw, ujednoliconych tytułów, tytułów serii i haseł przedmiotowych) w katalogach bibliotecznych przez zastosowanie wykazu autorytatywnego zwanego kartoteką wzorcową.

    Reklama