ベータ崩壊 エネルギー電子または陽電子 (電子の反物質バージョン) を放出する放射性崩壊の一種です。このプロセスは、陽子または中性子が多すぎるために原子核が不安定になったときに発生します。 ベータ マイナス ディケイ (β)、中性子は陽子、反ニュートリノ、電子に崩壊します。 ベータ版と崩壊版 (β)、中性子は陽子、ニュートリノ (ν)、および陽電子に崩壊します。ベータ崩壊では、核子の総数は変化しません。放出された電子または陽電子は高速で高エネルギーであるため、ベータ粒子と呼ばれます。 、ベータ線 、またはベータ線 通常の粒子と区別します。ベータ粒子は、空気中で約 1 メートルの範囲と 0.5 MeV のエネルギーを持つ電離放射線の一種です。
β崩壊または電子放出
ベータ マイナス放出は、通常、核分裂またはアルファ崩壊に起因する中性子が豊富な原子核に起因するため、地球上でより一般的なプロセスです。核分裂原子炉では一般的です。ベータ マイナス崩壊では、中性子 (n) が陽子 (p)、電子 (e)、反電子ニュートリノ (ニュートリノ反粒子) に変換されます。
n → p + e+ νe (通常、反粒子を示すニュートリノの上に棒で書かれます)
ベータ マイナス崩壊では、原子番号が 1 増加し、中性子の数が 1 減少します。
XA → YA+1 + e + 反ニュートリノ
弱い相互作用がプロセスを仲介します。技術的には、中性子は仮想 W ボソンを放出し、ダウン クォークをアップ クォークに変えます。中性子には 1 つのアップ クォークと 2 つのダウン クォークが含まれ、陽子には 2 つのアップ クォークと 1 つのダウン クォークがあります。次に、W ボソンは電子と反ニュートリノに崩壊します。
ベータ マイナス崩壊の例は、炭素 14 の窒素 14 への崩壊です。
6 中 → 7 N + e+ νe
ベータ線放出体の他の例には、ストロンチウム-90、トリチウム、リン-32、ニッケル-63 などがあります
β崩壊または陽電子放出
地球上ではあまり一般的ではありませんが、恒星では核融合によって中性子が不足した原子核が生成されるときにベータプラス崩壊が発生します。ここで、陽子は中性子、陽電子 (e)、電子ニュートリノ (νe ):
p → n + e+ νe
ベータプラス崩壊では、原子番号が 1 減少し、中性子の数が 1 増加します。
XA → YA-1 + e + ニュートリノ
ベータ プラス崩壊の例は、炭素 10 のホウ素 10 への崩壊です。
6 中 → 5 B+e+ν
別の例は、ナトリウム 22 のネオン 22 への崩壊です。
ベータ線の特性
アルファ線やガンマ線と比較して、ベータ線は中間の電離力と透過力を持っています。数ミリのアルミニウムがほとんどのベータ粒子を阻止します。ただし、それは薄いシールドが完全に効果的であることを意味するものではありません。これは、ベータ電子が物質中で減速するときに二次ガンマ線を放出するためです。最良の遮蔽材料は原子量の小さい原子で構成されます。これは、ベータ電子が生成するエネルギーがより低いガンマ線になるためです。ベータ減速により、制動放射 X 線が放出される場合があります。核分裂生成物からのベータ放射線が水中の光の速度よりも速いため、原子炉の水はしばしば青く光ります。チェレンコフ放射は青く光ります。
ベータ崩壊の健康への影響
ベータ粒子は電離放射線であるため、生体組織に浸透し、自発的な DNA 変異を引き起こす可能性があります。これらの突然変異は、細胞を殺したり、癌を引き起こしたりする可能性があります.
ただし、ベータ線源は、医療診断テストやがん治療のトレーサーとしても使用されています。ストロンチウム 90 は、骨や目のがんの治療に使用されるベータ粒子を生成する一般的な同位体です。
参考文献
- Jung, M.;ら。 （1992）。 「束縛状態β-崩壊の最初の観測」。 フィジカル レビュー レター . 69 (15):2164–2167. doi:10.1103/PhysRevLett.69.2164
- クレイン、K.S. (1988)。 核物理入門 . John Wiley &Sons Inc. ISBN 978-0-471-80553-3.
- L'Annunziata、マイケル F. (2007)。 放射能:紹介と歴史 .アムステルダム、オランダ:Elsevier Science。 ISBN 9780080548883.
- Martin, B.R. （2011）。 原子核と素粒子物理学:はじめに (第 2 版)。ジョン・ワイリー＆サンズ. ISBN 978-1-1199-6511-4.
- ペトルッチ、ラルフ H.;ハーウッド、ウィリアム・S。 Herring, F. Geoffrey (2002)。 一般化学 （第8版）。プレンティス・ホール。 ISBN 0-13-014329-4.
