הבנת יסודות בטא Decay בפיסיקה גרעינית

תגית: Beta Decay

Betaדעון עומד כתהליך גרעיני אבן-אבן שבו גרעין אטומי בלתי יציב משתנה על ידי פולט אלקטרון או positron, מלווה ניטירונו או אנטינוטרינו.תופעה זו לא רק מניע את הרדיואקטיביות הטבעית שנצפתה באלמנטים רבים, אלא גם מספק תובנות עמוקות לכוח הגרעיני החלש, אחד מארבע האינטראקציות הבסיסיות של הטבע.

במונחים רחבים, בטאובש משנה את ההרכב הגרעיני על ידי המרת נויטרונים לתוך פרוטון (beta-minus דעיכה) או פרוטון לתוך נויטרון (beta-plusדעון) שינויים אלה משנים את המספר האטומי של האלמנט, ובכך לייצר מין כימי שונה.האנרגיה שוחררה בתהליך משותף בין חלקיקים נפלטים, נויטרנו, ואת הבת הנסכרת של וולפנג מאוחר יותר, הוא כהה, לאחר מכן, הוא היה פולנג, לאחר מכן, על ידי ספקטרום של אנרגיה קלאסית, לאחר מכן, אשר היה מוקרן על ידי ספקטרום של הרחם, לאחר מכן, לאחר מכן, הוא ניטרנו, לאחר מכן, הוא היה מוקרן על ידי ספקטרום של הרחם, לאחר מכן, על ידי ספקטרום של הרחם, 000.

מכניזם של Beta Decay

כוח גרעיני חלש ו-W Boson

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הכוח החלש הוא ייחודי כי הוא יכול לשנות את הטעם של קוורקות (עד, למטה, מוזר וכו '), המאפשר את הטרנספורמציה של ניוקלונים.הקבוע המהפיכה של האינטראקציה החלשה הוא הרבה יותר קטן מאשר של הכוחות החזקים או האלקטרומגנטיים, אשר מסביר מדוע חיים של בטא-העתיים יכולים להיות ארוכים (מפרקים של שנייה למיליארדים של שנים) בהשוואה לתהליכים רדיואקטיביים אחרים כמו אלפא.

חוקי שימור ב Beta Decay

Beta מסתמך על כל חוקי שימור יסודיים: שימור האנרגיה, המומנטום, המומנטום הזוויתי (Spin), מטען חשמלי, מספר הברון, ומספר ה- lepton הוא מעניין במיוחד: ב- beta-minus לדעיכה, מספר הלוטטון של האלקטרונים הנפלטים ( 1) ו- Antineutrino (-1) היה אפס, ותואם את מספר ה-Nolton הראשוני של ה-Nemtton (ל-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to) היה גם הוא גם כן) של מספר ה-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to

סוגים של Beta Decay

בטא-מינס Decay (βFLT:0-03)

ב[[1924]] [[1924]]]] [[1924]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

(ב) ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד:

תהליך זה מגביר את המספר האטומי על ידי אחד, בעוד המספר המסה נשאר ללא שינוי.דוגמה היא דעיכה של פחמן-14 לחנקן 14:

(ב) ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:5 ויקרא יט:5 ויקרא יט:2 ;2 ויקרא יט:2 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פחמן-14 משמש באופן נרחב היכרויות רדיוקרבן.המחצית החיים הם כ 5,730 שנים.

Beta-Plus Decay (βFLT:0) +FirLT 1

(ב) ב[[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]

(ב) ויקרא י"ד:2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

זה מקטין את המספר האטומי על ידי אחד.כי פרוטון חופשי הוא בהיר יותר מאשר נויטרון, βveFLT:0 +FLT:1 דעיכה יכול להתרחש רק בתוך גרעין שבו הבדל האנרגיה (Q-value) הוא מספיק.

(ב) ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד ויקרא י"ד ויקרא י"ד:5 ויקרא י"ד:

פלואורין-18 הוא רדיונוקליד מרכזי המשמש ב-FLT:0 (Positron Emission Tomography (PET) הדמיהFLT:1.

לכידת אלקטרון (EC)

חלופה ל-βve:0 (+FLT:1hil דעיכה היא לכידת אלקטרון, שבו גרעין סופג אלקטרונים אטומיים פנימיים (בדרך כלל מן K-shell) ופרוטון הופך לניטרון, פולט ערפילית.

(ב) ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:

מספר אטומי יורד על ידי אחד, אך לא פוזיטרון פולט.במקום, המיומנות בפגז אלקטרונים מלאה אלקטרונים חיצוניים, ומייצרת צילומי רנטגן אופייניים או אלקטרונים Auger אלקטרון להתחרות עם βFLT:0+FLT 1 דעיכה עבור גרעינים עשירים פרוטון; יחס הענף תלוי על האנרגיה האטומית והפחידפתקפן (Fua) הוא באופן טבעי (10.28%).

אנרגיה וספקטרום של Beta Decay

Q-Value and Energy Release

(ה) האנרגיה המשוחררת בדבורה נקראת "ה-FLT:0Q-valueFLT:1" (השווה את ההבדל במסה גרעינית בין האטומים של ההורים והבתים (כולל המוני החלקיקים הנפלטים) עבור βFLT:2-Felor ⁇ 3, Q= [Mtino]=n=M(T) LT2Falph:5 β) β-F) {\displaystyle a {i=n=2i=2-F {i}}

עקבו אחרי Beta Spectrum

בניגוד לחלקיקים אלפא, שיש להם אנרגיות דיסקרטיות, חלקיקים בטא מציגים הפצה רציפה של אנרגיה מאפס עד הערך המקסימלי של Q-ערך.האנרגיה המרבית (EveFLT:0maxofFelove 1) תואמת את המקרה שבו הניטרינו נושאת אנרגיה מינימלית (p) בצורת הספקטרום נקבעת על ידי הפצת האנרגיה הסטטיסטית בין שני החלקיקים הקלים לבין Coulomb בין מספר βb נמוך:

התיאוריה של בטא-דעון, שנוסחה על ידי אנריקו פרמי בשנת 1934, תיארה בהצלחה את הצורה הספקטרום באמצעות יישום מעבר מותר.ה-FLT:0Fermi-Kurie PlotFLT:1 הוא לינאריזציה של הספקטרום המאפשר מיצוי של אנרגיית קצה ובדיקת התיאוריה.

ניוטרינו ותפקידם

וולפגנג פאולי הציע לראשונה את הניטרינו בשנת 1930 לפתור את ההפרה לכאורה של שימור האנרגיה ב בטאקום. בשנת 1956, Clyde Cowan ו פרדריק ריינס זיהו את האנטינוטרינונו מהכור הגרעיני, גילוי שהרוויח את רזינס פרס נובל לשנת 1995 בפיסיקה. Neutrinos אינטראקציה כה חלש עד שהם עוברים דרך חומר רגיל כמעט בלתי מופרע - מיליארדים של נייטוטרינוטים מכל גוף השמש שלך.

קיומם של שלושה טעמים של נויטרנו (אלקטרוני, מוון, טאו) ותופעה של אווסוציאלציה של נייטרינו (שילוב בין טעמים) אושרו על ידי ניסויים כגון Super-Kamiokande ו-SNO. תגליות אלה מרמזות כי Nutrinos יש מסה לא אפסית, ובכך קובע שאלה ארוכה של חלקיקים.

Beta Decay and Nuclear Stability

Segrè Chart ועמק של יציבות

הנטייה ל-Nuclei לעבור את בטאדעון קשורה קשר הדוק ליחס ה-Nutron-to-proton. על תרשים הגרעין (Segrè Plot), גרעין יציב שוכב לאורך להקה ליניארית בערך בשם "החזקה" של יציבות. עבור אלמנטים קלים (Z < 20), היחס היציב הוא בערך 1:1 (N Z). כמו עלייה במספר אטומי, Coombulrem דורש יותר חזק של 1.5 ליטרים כבדים; יחס יציב עבור nuts / nuts = 1.5NVal)

[ה] [ה]]] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]]] [ה[[המאה ה-[[1924]]]]]]]]]]], ו[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]]]], [[המאה ה[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1966]]]]]]]]]]]], [[1966]], [[1924]]]], [[1966]]]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[[[1966]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[[[[[[[1966]] [[

המונחים:

(ה) לא כל הדעיכה ( ⁇ J= 1) ו- parity אינו משתנה ( ⁇ =לא) נקראים מעברים:0Gamow-Tellerve (FLT) 148=1) ו- 1 (הפסקה 1–2) עובר על ידי הפיכה המונית-שלכת (R) ו- 1- 2J) שינויים גדולים יותר מ- 2.

יישומים וחשיבות

רפואה גרעינית ו- PET Imaging

(ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פרס נובל בפיזיולוגיה או MedicineveFLT:1 הוענק רוזלין יאלו, רוג'ר Guillemin, אנדרו Schally לפיתוח של רדיו אימונוסאסי, אשר מסתמכ על איזוטופים בטא-מסוגים כמו FLT:2125FLT 3I (לכידת) למדידה רגישה של הורמונים ומולקולות אחרות ביו-מול.

אסטרופיזיקה וסטלהר נוקלוסינתזה

בטא-אטרקון ממלא תפקיד קריטי בייצור של אלמנטים כבד יותר מאשר ברזל.בכוכבים מסיביים, ה-FLT:0s-מעבד FLT:1 (slow neutron ללכוד) כולל beta דעיכה אשר הופכת את ניוון-עשירי חדש שנוצר לתוך אלמנטים יציבים, המאפשר את השרשרת להמשיך להמונים גבוהים יותר.

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]

תגובה גרעינית וניהול פסולת

(א) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ב) ,[דרוש מקור], [ב]], [ה],] [דרוש מקור] [ב]]] [ב[[המאה ה-20], [ב[[המאה ה-20],] [15], [15] [15], [15] [15], ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פיתוח היסטורי של Beta Decay Theory

ההבנה של בטא דעיכה התפתחה במשך כמה עשורים.הגילוי של הנרי באקקלר של רדיואקטיביות בשנת 1896, ואחריו זיהוי של חלקיק הבטא כאלקטרון (על ידי ג'יי ג'יי תומס ואחרים), קבע את הבמה. בשנת 1930, וולפגנג פאולי הציע את ההפיכה במכתב מפורסם "נשים רדיואקטיביות וג'נטלמנים" בכנס פיזיקה.

אבני דרך ניסיוניות כוללות את גילוי ישיר 1956 של האנטינוטרינו האלקטרוני על ידי Cowan ו Reines, את ההפגנה של הפרת שוויון ב בטאווא (ניסוי של צ'אן-שיונג וו באמצעות cobalt-60), ואת התגלית של muon neutrino (1962) ו-Tu neutrino (2000).The אלקטרוweak איחוד על ידי Glashow, Weinberg, ו-Silm (Nom) להיות משולב מודל של פיזיקה סטנדרטית של חלקיק של חלקיק (Toltta) בשנת 1979.

סיכום ו- Outlook

Betaדע נותר תחום תוסס של מחקר, ממדידות דיוק של תכונות נויטרינו לסינתזה של אלמנטים סופר-כבדים וחיפוש של קטבון כפול לא-ניטרינו - תהליך שאם נצפה, יוכיח כי נויטרונים הם חלקיקים מרכזיים אנפין והפר שימור מספר הליפטון.המשחק היסודי בין הכוח החלש, המבנה הגרעיני, החלקיקים והפיזיקה ממשיך לנהוג על פני תגליות מרובות.

לסיכום, בטא-דעון אינו רק דוגמא לספר לימוד של דעיכה רדיואקטיבית; זהו חלון ליצירות האינטימיות ביותר של החומר ברמה תת-אטומית.יישומים שלו ברפואה, באנרגיה ובאסטרונומיה נוגעים בחיי היומיום שלנו, וההשלכות התיאורטיות שלו להבנת היקום.