Beschreibung der Betateilchen
Beta-Teilchen sind energiereiche Hochgeschwindigkeitselektronen oder Positronen, die von bestimmten Spaltfragmenten oder von bestimmten primordialen radioaktiven Kernen wie Kalium-40 emittiert werden . Die Beta-Partikel sind eine Form ionisierender Strahlung, die auch als Beta-Strahlen bezeichnet wird. Die Produktion von Beta-Partikeln wird als Beta-Zerfall bezeichnet . Es gibt zwei Formen des Beta-Zerfalls, den Elektronenzerfall (β− -Zerfall) und den Positronenzerfall (β + -Zerfall) . In einem Kernreaktor tritt insbesondere der β− -Zerfall auf, da das gemeinsame Merkmal der Spaltprodukte ein Überschuss an Neutronen ist ( siehe Kernstabilität)). Ein instabiles Spaltfragment mit einem Überschuss an Neutronen unterliegt einem β− Zerfall, bei dem das Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein Elektronenantineutrino umgewandelt wird .
Abschirmung gegen Positronen
Siehe zuerst: Abschirmung von Beta-Strahlung – Elektronen
Die Coulomb-Kräfte , die den Hauptmechanismus des Energieverlusts für Elektronen darstellen, sind entweder für die positive oder negative Ladung auf dem Teilchen vorhanden und bilden den Hauptmechanismus des Energieverlusts auch für Positronen. Unabhängig davon, ob die Wechselwirkung eine abstoßende oder anziehende Kraft zwischen dem einfallenden Teilchen und dem Orbitalelektronen (oder Atomkern) beinhaltet, sind der Impuls und der Energietransfer für Teilchen gleicher Masse ungefähr gleich . Daher interagieren Positronen ähnlich mit Materie, wenn sie energetisch sind . Die Spur von Positronen im Material ähnelt der Spur von Elektronen. Sogar ihr spezifischer Energieverlust und ihre Reichweite sind bei gleichen Anfangsenergien ungefähr gleich.
Am Ende ihres Weges unterscheiden sich Positronen signifikant von Elektronen. Wenn ein Positron (Antimaterieteilchen) zur Ruhe kommt, interagiert es mit einem Elektron (Materieteilchen), was zur Vernichtung beider Teilchen und zur vollständigen Umwandlung ihrer Ruhemasse in reine Energie führt (gemäß der Formel E = mc 2 ). in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV Gammastrahlen (Photonen).
Daher muss jede Positronenabschirmung auch eine Gammastrahlenabschirmung enthalten. Um die Bremsstrahlung zu minimieren, ist ein mehrschichtiger Strahlungsschutz angebracht. Das Material für die erste Schicht muss die Anforderungen für eine negative Betastrahlungsabschirmung erfüllen . Die erste Schicht einer solchen Abschirmung kann beispielsweise eine dünne Aluminiumplatte sein (um Positronen abzuschirmen), während die zweite Schicht einer solchen Abschirmung ein dichtes Material wie Blei oder abgereichertes Uran sein kann.
Siehe auch: Abschirmung der Gammastrahlung
Siehe auch: Wechselwirkung von Beta-Strahlung mit Materie
Wenn ein Positron (Antimaterieteilchen) zur Ruhe kommt, interagiert es mit einem Elektron, was zur Vernichtung der beiden Teilchen und zur vollständigen Umwandlung ihrer Ruhemasse in reine Energie in Form von zwei entgegengesetzt gerichteten 0,511 MeV-Photonen führt.
Bruchteil des Energieverlusts pro Strahlungslänge in Blei als Funktion der Elektronen- oder Positronenenergie. Quelle: http://pdg.lbl.gov/
Grundmaterialien für die Abschirmung von Alpha- und Betateilchen.
