إن التحلل الحاد هو أحد أكثر العمليات تحولاً في الفيزياء النووية، حيث أن النواة الذرية غير مستقرة تعدل نسبة النيوترونات إلى تشكيلة أكثر استقراراً، وخلافاً لتدهور الألف، الذي يُطلق عليه نواة الهيليوم، فإن التحلل الحادي ينطوي على انبعاثات من ظواهر عالية الطاقة الكهربائية أو ذات الرقم الدوديوي (الجهاز المضاد للصدمات الكهربائية)

ما هو بيتا ديكي؟

إن التحلل البيتاي هو عملية تقودها القوة النووية الضعيفة، وهي واحدة من القوى الأربع الأساسية للطبيعة، ويحدث عندما يكون للناقل خلل بين البروتونات والنيوترونات، ويمكن للنواة أن تعدل هذا الاختلال بتحويل نوع من النواة إلى نوع آخر، أي نوترون إلى بروتون (بيتا -) أو بروتون إلى نيترون (بيتا + أو إلتقاط الإلكترون) أثناء هذا التحول.

ويكمن مفتاح التحلل في تركيبة النواة في الحجرة، ويتكون النيوترونات من طائرتين مقطوعتين وواحد فوق رباعي، وبروتون لديه أربعة أرباع وواحد في أسفل الحجر، وفي خضم الفولط، يتحول ربع الكرة في النيوترونات إلى ربة أعلى من خلال انبعاث دبليو - بوزن، الذي يتحول إلى مقياس كهربائي متغير

إن ضعف القوة فريد من حيث أنه يمكن أن يغير نكهة القرش، مما يجعل من بيتا عملية نووية مشتركة وحيدة تغير عدد البروتونات والنيوترونات دون تغيير العدد الكلي، وهذه الملكية هي ما يمكن من تحويل العناصر وإنتاج النظائر المستخدمة في التطبيقات التي لا حصر لها.

بيتا - مينوس ديسي (بيتا -)

في (بيتا ناقصاً) ، النيوترون داخل النواة يتحول إلى برون ويمكن أن يكتب رد الفعل كما يلي:

n ⁇ p + e - + ve ⁇ e]

(أ) إذا كان [(FLT:0]n ] هو النيوترونات، (ب) [اللوغاريت] [(FLT:4]) [يظل هذا الرقم الإلكترونية (بطول جزي) و [الرقم المتغير] [المعد المضاد للفرنكات: 7]

مثال: الكربون - 14 كانون الأول/ديسمبر

مثال كلاسيكي هو تفكك الكربون 14 في النيتروجين 14

14C ⁇ 14N + e - + ve ⁇ e]

(ب) إذا كانت هذه المادة تتحول إلى برتون، وتتحول إلى برتون، مما أدى إلى 7 بروتونات و7 نيوترونات - النيتروجين المستقر - 14، ويصل متوسط الطاقة الكهربائية المبعثرة إلى 49 كيلو فولط، بحد أقصى قدره 156 كيلوفولت، ويتكون هذا الديكرو من 730 5 سنة.

ويعتمد تاريخ المواد الكيميائية على الإنتاج المستمر للكربون - 14 في الغلاف الجوي العلوي وإدماجه في الكائنات الحية، وبعد الوفاة، انخفضت نسبة الكربون - 14 إلى الكربون - 12 كحلول الكربون - 14، ويمكن للعلماء، من خلال قياس هذه النسبة، تحديد عمر الاكتشافات الأثرية، مثل مساحات البحر الميت أو شرو تورين.

مربية بارزة أخرى

وكثير من منتجات الإنشطار من المفاعلات النووية هي منشئات بيتا - وهي مثلاً من مخلفات السترونتيوم 90 إلى 90 سنة، التي تبلغ نصف العمر 28.8 سنة، وتجعل جسيماتها العالية الطاقة (حتى 0.546 مي في المائة) خطرة إذا ابتلعت، ولكنها مفيدة أيضاً في مولدات التآكل الحرارية للمواقع النائية(32).

وفي محطات الطاقة النووية، يسهم تفكك منتجات الانشطار في الحرارة التي يجب إدارتها بعد إغلاق المفاعلات، ويكتسي فهم طيف انبعاثات بيتا وكثافة هذه الانبعاثات أهمية حاسمة في تصميم الدرع الإشعاعي وتخزين الوقود المستهلك.

Beta —Plus Decay (ß+)

(بيتا زائد) تُفسد الأمور في الاتجاه المعاكس: تُحوّل البروتون داخل النواة إلى نيوترونات، رد الفعل هو:

p ⁇ n + e+ + vee]

حيث e+] هو البستان (الجسيم المضاد للكهرباء) و] ] هو النيوترينو الإلكترونية، وهذه العملية تقلل من العدد الذروي بواحدة، مما يحرك العنصر خطوة واحدة في الجدول الدوري.

مثال: Carbon —11 Decay

An important medical isotope, carbon —11 (11C) decays via ß+ to boron11 —

11C ⁇ 11B + e+ + vee]

(ب) إن تحويل البروتون إلى محاصيل نيوترونات 5 بروتونات و6 نيوترونات - سورونات - مطروحة 11، وتتوفر طاقة قصوى للبوزيترون 0.96 مي في، ويمتد نصف العمر إلى 20.3 دقيقة فقط، وهذا نصف العمر القصير يجعل من الكربون مثالياً لانبعاثات البوليتات (Gitlle) (Gcules)

القضاء على الإدمان والتصنيف

بعد انطلاق الشعارات، تقطع مسافة قصيرة من الأنسجة قبل مواجهتها بالكهرباء، وقضيبتي الطفولة، وتحويل كتلتهم بأكملها إلى طاقة في شكل أشعة غاما 511 ميلاً، التي انبثقت في اتجاهات معاكسة، وجهاز التصوير الضوئي يكتشف هذه الأشعة المتزامنة لتحديد موقع الحدث المكبوتي مع ارتفاع الدقة.

وتشمل المسببات الأخرى المشتركة بين البيتا + المسببات الفلورية 18 (نصف الحياة 110 دقيقة) المستخدمة في المسح الضوئي لغاز FDG -PET، والأكسجين - 15 (دقيقتان) لدراسات تدفق الدم، والنيتروجين - 13 (10 دقائق) للآيض الحمضي الأمينو، ويحتاج إنتاج هذه النظائر إلى دواكر، يقصف أهدافا مستقرة مع بروتونات لخلق خلايا النيتروز.

مقارنة بين بيتا - مينوس وبيتا - بلوس ديساي

وفي حين أن كلا النوعين من التحلل الحاد يغيّر العدد الذري للنواة، فإنهما يحدثان في ظروف نووية مختلفة وينتجان جزيئات مختلفة، ويوجز الجدول أدناه الاختلافات الرئيسية:

  • Parent nucleon conversion:] ß− converts a neutron into a proton; ß+ converts a proton into a neutron.
  • Emitted particles:] ß− emits an electron and an antineutrino; ß+ emits a positron and a neutrino.
  • Change intom number:] ß - increases Z by 1; ß+ decreases Z by 1.
  • Energy condition:] ßæsident - يشترط على ابنة النواة أن يكون لديها كتلة أدنى؛ ß+ يتطلب الفرق الجماعي أن يكون 2mec2 على الأقل (1.022 مي في) لخلق البساترون.
  • Isotope examples:] ßæsident−: 14C, 90Sr, 3H, 32P; ßo+: 11C, 18F, 13N, 15O.
  • Applications:] ßæsident - is used in radiocarbon dating, nuclear batteries, and cancer radiotherapy (e.g., yttrium —90 microspheres); ß+ is primarily used in PET imaging.

ويحفظ كلا العمليتين رقم ليبتون: في بيتا - يبلغ عدد الألكترون +1 للكهرباء المنبعثين - 1 للمضادات، ملخصاً إلى صفر؛ وفي بيتا +، يكون للبوسيترون رقم ليبتون - 1، كما أن النيوترينو لديه + 1، ويلخص أيضاً صفراً.

المواضيع المتقدمة في بيتا ديتي

Electron Capture

إلكترون يلتقط بديلاً عن التحلل البيتا+ الذي يحول أيضاً بروتوناً إلى نيوترون وفي هذه العملية، يتم القبض على إلكترون داخلي (عادة KNEshell) بواسطة النواة، مدمجاً مع بروتون لتشكيل نيوترون ونيوترينو الإلكترونية:

p + e - ⁇ n + vee]

ولا يُحدث التقاط الكهرباء أحد البساتين، ولذلك فمن الممكن عملياً أن يكون الفرق الجماعي أقل من 022 1 مي في المائة، ويُملأ الشاغر الذي خلفه الإلكرون المقبوض عليه بإلكترونيات في الخارج، مما يؤدي إلى انبعاثات الأشعة السينية المميزة أو الإلكترونية الأوغلية، وعلى سبيل المثال، فإن المادة 10 - 7 في المائة من الوقت المهيمنة على المقياس الإلكترونى.

دوبل بيتا ديكا

وفي بعض النواة حتى، فإن التحلل الوحيد من البيتا محظور بصورة نباتية، ولكن يمكن أن يكون هناك تلف مزدوج (إثنان من البيتا - ديايس) ويظهر أن نصف العمر لهذه العملية طويلة جداً حسب ترتيب 1019 إلى 1024 سنة، ويظهر عدم وجود مادة مزدوجة من هذا النوع (0في بيتا) أن النيوتريما هي آثارها الخصبة (المادة الكاملة).

Beta Decay in Stellar Nucleosynthesis

إن التحلل البيتاي يؤدي دوراً حاسماً في دورات حياة النجوم، ففي سلسلة البروتون التي تقوى الشمس، تنطوي الخطوة الأولى على تفكك الديبروتون (ه) في الديوتروم، وتشمل الخطوات اللاحقة تفكك 8B - - - 8 - ثم تقسم إلى جزيئات ألفا.

وبالإضافة إلى ذلك، أكد الكشف عن النيوترينوس من سوبرنوفا SN - 1987A النماذج النظرية للاختناق الفائق، حيث أن انفجارا هائلا من النيوترينوس (معظمه من البيتا) يبعد الطاقة الملزمة للرسوم الجاذبية التي تم إطلاقها أثناء الانهيار.

طلبات وتوقيع بيتا ديتي

التدابير الراديوميتي

أما أكثر تطبيقات التحلل من البيتا مينوس فهي مواعدة مركبات الكربون، إذ أن نصف عمر الكربون 14 يبلغ 730 5 سنة يسمح بمواعدة المواد العضوية حتى سن 000 50 سنة، كما يستخدم التحلل البيتاي في أساليب أخرى للمواعدة: فتيلات البوتاسيوم - 40 إلى أرجون40 (عن طريق التقاط الإلكترونية وبيتا -) التي تبلغ نصف العمر فيها 1.25 بليون سنة، مما يتيح لمواعدة الصخور القديمة(2).

التصوير الطبي والعلاج

وكما ذكر، فإن مسببات البيتا زائدا هي أفق تصوير PET، وقدرة على تسمية الجزيئات البيولوجية التي لها مسببات للطيور البلازمية القصيرة العمر تتيح للأطباء تصور العمليات الأيضية في الوقت الحقيقي، وفي العلاج الإشعاعي، تستخدم خلايا البيتا - مسببة للسرطان مثل الأيتريوم 90 (90) وجهاز إيتستيوم - 177 (المتلازمة) في توصيل الإشعاعات الصحية.

الطاقة النووية وإدارة النفايات

ويساهم تلفيق البيتا إسهاما كبيرا في حرارة التحلل في الوقود النووي المستهلك، وتستوعب الجسيمات البيتا التي تُنبعث من منتجات الإشطار في الوقود أو التصفيق، مما يولد حرارة يجب إزالتها لسنوات بعد إغلاق المفاعل، وفهم مطياف الطاقة ونصفي الأميال من النظائر المحتوية على البيتاميتنغ هو أمر أساسي لتصميم نظم التبريد وأحواض التخزين.

الفيزياء الأساسية

وقد كانت البيتا ديتا سيتي ساحة للاختبار القوة الضعيفة، وقد أعاقت قياسات معدلات البيتاديكا وحدة مصفوفة كابيبوشي - كابياشي - ماسكاوا، التي تصف كيف تغيرت الكوكتيلات، وقد أدى القياس الدقيق للعمر الجديد - في الوقت الراهن إلى تعريض التفاعل التجريبي المكثف - الضعف.

خاتمة

إن التحلل الرئوي يمثل عملية أساسية تحقق من خلالها النواة الذرية غير المستقرة الاستقرار بتغيير تركيبتها البروتونية - الحيتانية، سواء من خلال انبعاث الإلكترون وأجهزة النيتروني (بيتامينوس) أو من خلال الشعار الرئوي والنيوترينو (بينما يضاف إلى ذلك) فإن هذه التحولات لا تؤدي فقط إلى إبطال الطبيعة بل توفر أدوات قوية للعلم والطب والسرطان والتكنولوجيا().

For further reading, see the Wikipedia article on beta decay], the Nobel Prize coverage of the neutrino’s discovery], and the overview of radiocarbon dating as more6