Бета-честичка

Бета-честичките се електрони со висока енергија, голема брзина или позитрони емитирани од одредени типови на радиоактивни Атомски јадра, како што е калиум-40. Бета-честичките емитирани се како еден вид на јонизирачко зрачење, што е познато како бета-зраци.Продукцијата на бета-честичките се нарекува бета распаѓање. Тие се именувани според грчката буква beta (β). Постојат два типа на бета распаѓање, β⁻ and β⁺, кои соодветно доведуваат до создавање на електрони и позитрони.^[1]

.

Нестабилно атомско јадро со вишок на неутрони може да подложи на β⁻ decay распаѓање, каде што неутрон е претворен во протон, електрон и електрон антинеутрино (античестичка на неутрино):

n
→
p
+
e−
+
ν
e

Овој процес е во посредство на слабите интеракции. Неутронот се претвора во протон преку емисија на виртуелна W⁻ бозон. На ниво на кварк, W⁻ емисијата го претвора долниот кварк во горен, претворајќи неутрон ( еден горен кварк и два долни кваркови) во протон (два горни кваркови и еден долен кварк). Виртуелниот W⁻ бозон, тогаш се распаѓа во електрон и антинеутрино.

Бета распаѓање најчесто се јавува кај неутрони продуцирани во јадрени реактори. Слободните неутрони исто така често се распаѓаат преку овој процес. И двата од овие процеси придонесоа за голем број на бета-зраци и електрон антинеутрони продуцирани од цепно реакторско гориво.

Нестабилно атомско јадро со вишок протони може да подложи на β⁺ распаѓање, исто така наречено позитронско распаѓање, каде што протонот е претворен во неутрон, позитрон и електрон неутрино:

p
→
n
+
e+
+
ν
e

Бета-плус распаѓањето може да се случи само во внатрешноста на јадрата кога апсолутната вредност на обврзувачката енергија на ќерката јадро е поголема од онаа на мајката јадро, односно, ќерката јадро има пониска енергетска состојба.

Од трите општи типови на зрачење со радиоактивни материјали, алфа, бета и гама, бета има средна продорна моќ и средна јонизирачка моќ. Иако бета-честички испуштени од различни радиоактивни материјали се разликуваат во енергијата, најмногу бета-честички може да се запрат со неколку милиметри на алуминиум. Составена од наелектризирани честички, бета зрачењето е посилно од јонизирачкото гама-зрачење. Кога минува низ материјата, бета-честичката е забрзана со електромагнетни интеракции и може да оддаде bremsstrahlung х-зраци.

Јонизирачките или побудувачките ефекти на бета-честичките се гледаат во основните процеси со кои инструментите за детекција термовизиски откриваат и мерат бета зрачење. Јонизирачкиот гас се користи во јонски комори и Гајгер-Мулер шалтери, а побудување на scintillators се користи во scintillation шалтери.

Бета-честичките може да се користат за лекување на здравствени состојби, како што се рак на очи и рак на коски и да се користат и како трагачи. Стронциум-90 е материјал кој најчесто се користи за производство на бета-честички.

Бета-честичките исто така се користат за контрола на квалитет, за тестирање на дебелина на некој објект, како што е хартија, кои доаѓаат преку систем на валци. Некои од бета зрачењата се апсорбираат додека минуваат низ производот. Ако производот е направен премногу дебел или тенок, со соодветно различна количина на зрачење ќе се апсорбира. Компјутерската програма за мониторинг на квалитетот на произведената хартија потоа ќе се префрли на валци за промена на дебелината на конечниот производ.

Осветлувачкиот уред наречен betalight содржи трициум и фосфор. Како трициум распаѓање, ги емитира бета-честичките; тие го напаѓаат фосфорот, предизвикувајќи фосфорот да оддаде фотони, многу слично на Катодната цевка во телевизијата. Осветлувањето бара надворешно напојување, и ќе продолжи сè додека постои трициум (и фосфорот себеси не се менува хемиски); износот на светлината произведена ќе се намали на половина од нејзината оригинална вредност во 12.32 години, половина од животот на трициумот.

Бета-плус (или позитрон) распаѓање на радиоактивен изотоп трагач е извор на позитрони употребени во позитронска емисиона томографија (ПЕТ скен).

Henri Becquerel, експериментирајќи со флуоресценција, случајно дознава дека ураниумот изложен на фотографска плоча, обвиткан со црна хартија, со некои непознати зрачења не може да биде исклучен како Х-зрак.

Ernest Rutherford ги продолжил овие експерименти и открил два различни видови на зрачење:

• алфа-честичките не се појавија на плочите на Бекерел, бидејќи тие лесно се апсорбираат од страна на црната хартија за завиткување
• бета-честички кои се 100 пати повеќе продорни од алфа-честичките.

Тој ги објави своите резултати во 1899 година..^[2]

Во 1900 година, Бекерел го измерил односот на mass-to-charge ratio (e/m) за бета-честички со методот на J.J. Thomson користен за изучување на електролитни зраци и за идентификување на електрони. Тој открил дека e/m за бета-честичките е иста како и за електроните Thomson, а со тоа, посочил дека бета-честичкита е всушност еден електрон.

Бета-честичките се во можност да навлезат во живата материја до одреден степен и може да се промени структурата на ударните молекули. Во повеќето случаи, таквите промени може да се сметаат за штета, со резултатите како рак или смрт. Ако погодената молекула е ДНК, може да се предизвика спонтана мутација.

Бета изворите може да се користат во радиотерапијата за уништување на канцерогените клетки.

• Electron irradiation
• Particle physics
• n (neutron) rays
• δ (delta) rays
• ε (epsilon) rays

• Radioactivity and alpha, beta, gamma and X­rays
• Rays and Particles University of Virginia Lecture Notes
• History of Radiation Архивирано на 6 мај 2017 г. at Idaho State University
• Betavoltic Battery: Scientists Invent 30 Year Continuous Power Laptop Battery at NextEnergyNews.com
• Radioactive laptops? Perhaps not... на Семрежниот архив (англиски)

• Basic Nuclear Science Information Архивирано на 5 декември 2006 г. at the Lawrence Berkeley National Laboratory