Was ist Beta-Zerfall – Q-Wert – Definition

Beta-Zerfall – Q-Wert. In der Kern- und Teilchenphysik wird die Energetik von Kernreaktionen sowie der Beta-Zerfall durch den Q-Wert dieser Reaktion bestimmt. Dosimetrie

Der Beta-Zerfall oder β-Zerfall repräsentiert den Zerfall eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission des Beta-Partikels. Dieser Übergang ( β  Zerfall ) kann charakterisiert werden als:

Beta-Zerfall - Beta-Radioaktivität - Definition

Beta-Zerfall – Q-Wert

In der Kern- und Teilchenphysik wird die Energetik von Kernreaktionen durch den Q-Wert dieser Reaktion bestimmt. Der Q-Wert der Reaktion wird als die definierte Differenz zwischen der Summe der übrigen Masse der anfänglichen Reaktanten und der Summe der Massen der Endprodukte , in Energieeinheiten ( in der Regel in MeV).

Stellen Sie sich eine typische Reaktion vor, bei der das Projektil a und das Ziel A zwei Produkten Platz machen, B und b. Dies kann auch in der bisher verwendeten Notation a + A → B + b oder sogar in einer kompakteren Notation A (a, b) B ausgedrückt werden .

Siehe auch: E = mc2

Der Q-Wert dieser Reaktion ist gegeben durch:

Q = [ma + mA – (mb + mB)] c 2

Bei der Beschreibung des Beta-Zerfalls (Reaktion ohne Projektil) wird der zerfallende Kern üblicherweise als Elternkern und der nach dem Ereignis verbleibende Kern als Tochterkern bezeichnet. Die Emission eines Beta-Teilchens, entweder eines Elektrons β  oder eines Positrons β + , ändert die Ordnungszahl des Kerns, ohne dessen Massenzahl zu beeinflussen. Die gesamte Ruhemasse des Tochterkerns und der bei einem Beta-Zerfall freigesetzten Kernstrahlung, m Tochter + m Strahlung , ist immer geringer als die des Elternkerns, m Eltern .

Der Masse-Energie-Unterschied,

Q = [m Elternteil – (m Tochter + m Strahlung )] c 2

erscheint als die Zerfallsenergie, die dabei freigesetzt wird. Zum Beispiel ist der Q-Wert eines typischen Beta-Zerfalls:

Beta-Zerfall - q-Wert

Beim Beta-Zerfall wird entweder ein Elektron oder ein Positron emittiert. Diese Emission geht mit der Emission von Antineutrino (β-Zerfall) oder Neutrino (β + Zerfall) einher , die Energie und Impuls des Zerfalls teilen. Die Beta-Emission hat ein charakteristisches Spektrum. Dieses charakteristische Spektrum wird durch die Tatsache verursacht, dass entweder ein Neutrino oder ein Antineutrino unter Emission von Beta-Partikeln emittiert wird. Die Form dieser Energiekurve hängt davon ab, welcher Anteil der Reaktionsenergie ( Q-Wert – die durch die Reaktion freigesetzte Energiemenge) vom massiven Teilchen getragen wird. Beta-Partikel können daher mit jeder kinetischen Energie im Bereich von 0 bis Q emittiert werden. Nach einem Alpha- oder Beta-Zerfall befindet sich der Tochterkern häufig in einem angeregten Energiezustand. Um sich zu stabilisieren, emittiert es anschließend hochenergetische Photonen, γ-Strahlen.

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