Beta – Zerfall oder β Zerfall stellt die Desintegration eines Mutterkerns mit einer Tochter durch die Emission des Betateilchen. Dieser Übergang ( β – Zerfall ) kann charakterisiert werden als:
Wenn ein Kern ein Beta-Teilchen emittiert, verliert er ein Elektron (oder Positron). In diesem Fall bleibt die Massenzahl des Tochterkerns gleich, der Tochterkern bildet jedoch ein anderes Element.
Beispiel für Beta-Zerfall
Freies Neutron
Ein freies Neutron ist ein Neutron, das nicht an einen Kern gebunden ist. Das freie Neutron unterliegt im Gegensatz zu einem gebundenen Neutron einem radioaktiven Betazerfall .
Quelle: scienceblogs.com
Es zerfällt in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino (das Antimaterie-Gegenstück des Neutrinos, ein Teilchen ohne Ladung und ohne oder mit geringer Masse). Ein freies Neutron zerfällt mit einer Halbwertszeit von etwa 611 Sekunden (10,3 Minuten). Dieser Zerfall beinhaltet die schwache Wechselwirkung und ist mit einer Quarktransformation verbunden (ein Down-Quark wird in einen Up-Quark umgewandelt). Der Zerfall des Neutrons ist ein gutes Beispiel für die Beobachtungen, die zur Entdeckung des Neutrinos geführt haben . Weil es auf diese Weise zerfällt, existiert das Neutron in der Natur nicht in seinem freien Zustand, außer unter anderen hochenergetischen Teilchen in der kosmischen Strahlung. Da freie Neutronen elektrisch neutral sindSie durchlaufen die elektrischen Felder innerhalb der Atome ohne Wechselwirkung und interagieren mit der Materie fast ausschließlich durch relativ seltene Kollisionen mit Atomkernen.
Es muss beachtet werden, dass ein Proton im freien Raum nicht zerfallen kann . Das heißt, ein Proton kann zerfallen, aber nur innerhalb eines Kerns. Es ist auf die Erhaltung der Baryonenzahl zurückzuführen, die sich als Grundprinzip der Physik etabliert hat. Dieses Prinzip liefert die Grundlage für die Stabilität des Protons . Da das Proton das leichteste Teilchen unter allen Baryonen ist, müssten die hypothetischen Produkte seines Zerfalls Nicht-Baryonen sein.
Siehe auch: Stabilität von Protonen
Entdeckung von Neutrino
Die Untersuchung des Beta-Zerfalls lieferte den ersten physikalischen Beweis für die Existenz des Neutrinos . Die Entdeckung des Neutrinos basiert auf dem Gesetz der Energieerhaltung während des Beta-Zerfalls.
Siehe auch: Entdeckung von Neutrino
Beta-Zerfall von Tritium
Tritium ist ein radioaktives Isotop, das jedoch eine sehr schwache Form von Strahlung abgibt, ein energiearmes Beta-Teilchen , das einem Elektron ähnlich ist. Es ist ein reiner Beta-Emitter (dh Beta-Emitter ohne begleitende Gammastrahlung ). Die kinetische Energie des Elektrons variiert mit durchschnittlich 5,7 keV, während die verbleibende Energie vom nahezu nicht nachweisbaren Elektronenantineutrino abgeführt wird . Eine so sehr niedrige Elektronenenergie führt dazu, dass das Elektron die Haut nicht durchdringen kann oder sich in der Luft nicht sehr weit bewegt. Beta-Partikel aus Tritium können nur etwa 6,0 mm Luft durchdringen.
Tritium zerfällt durch negativen Beta-Zerfall in Helium-3 mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren .
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