Beta çürüme, nükleer fizikteki en dönüştürücü süreçlerden biri olarak duruyor, dengesiz atomik çekirdeklerinin nötron-toproton oranını daha istikrarlı bir yapılandırmaya ulaşmanın daha düşük bir miktarını da güçlendiriyor.Bu dönüşüm, bir kimyasal elementi kütlesel dizilerden ayrılmaya zorlayan iki birincil çeşidini –beta-on-onarım ( ⁇ ) ve diğer beta ölçümleri için kullanılan atomik bir dizindeki atomik çarpımdaki atomik bir şekilde değiştirir.

Beta Decay Nedir?

Beta çürümesi zayıf nükleer güç tarafından yönlendirilen bir süreçtir, dört temel doğa kuvvetinden biri. Bu dönüşüm sırasında bir beta parçacığı ve bir ⁇ (veya antinezon) bu dengesizliği diğer bir tür nükleonu dönüştürmek için ayarlar.

Beta çürümesinin anahtarı, nükleonların kurk kompozisyonunda yatıyor. Bir nötron iki alt kurk ve bir kurktan oluşur; bir protonun iki kurku vardır ve bir kurku çürüttüğü, bir W+ boson'un emisyonunu erüpsiyonunu ve bir elektronun atomik atomun atomu tekrar eden bir atomik atomu tekrar eden bir atomu geri çeviren bir atomu geri çeviren bir şok haline getirir.

Zayıf kuvvet, toplam kütle numarasını değiştirmeden atomların ve atomların üretimini değiştirebilmeleri için eşsizdir.Bu özellik, elementlerin ve izotopların üretimini sayısız uygulamada kullanılandır.

Beta-Minus Decay ( ⁇ )

betaminus çürümesinde, nükleus içindeki bir nötron bir protona dönüşür. reaksiyon olarak yazılabilir:

[FONT:0]n → p + e- + ⁇ e).

[FONT:0] [Dönetici], atomik sayının sabit kaldığı dönemdeki bir atomik tabloyu değiştirmiş durumda.

Örnek: Karbon-14 Decay

Klasik bir örnek, karbon-14'ün azot-14'e bölünmesidir:

[0]14C → 14N + e- + ⁇ e[Dönemli: 1 )

Karbon14 6 proton ve 8 nötron içerir. ⁇ çürük olduğunda, bir nötron bir protona dönüşür ve 7 nötronlu - istikrarlı isotope azot-14.Gerekmiş elektron yaklaşık 49 keV'ye sahip olur, bu çürümenin 5,730 yıl boyunca bir yarı ömrü vardır, karbon14'ü yaklaşık 50.000 yaşında organik malzemeler için ideal bir doğal koreometre yapar.

Radyokarbon dating, üst atmosferde karbon-14'ün sürekli üretimine ve Turin'in yarı iletkenliğine dahil edilmesine dayanıyor.

Diğer Notable Beta-Minus Emitters

Nükleer reaktörlerden gelen birçok fission ürünü ⁇ yayarlar. Örneğin, strontium-90 (90Sr) yarı ömrü ile yarı-enerji beta partikülleri (toplama işaretleri ve deneysel füzyon reaktörleri için termoelektrik jeneratörlerinde de faydalıdır.

Nükleer enerji santrallerinde, fission ürünlerinin beta çürüme ısısına reaktör kapanmasından sonra yönetilmelidir. Beta emisyonlarını anlamak ve beta emisyonlarının yoğunluğunu anlamak radyasyon koruyucu tasarımı ve yakıt depolaması için kritiktir.

Beta-Plus Decay (LR+)

Betaplus, ters yönde ilerliyor: nükleus içindeki bir proton bir nötrona dönüştürülür. reaksiyon:

[FONT=0)=+ n + e+ + ⁇ e).

[FONT=0]e+[DÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0:2) ⁇ e) Bu işlem, atom sayısını bir kez daha azaltır, elementi periyodik masada bir adım atabilir.- Beta sadece protonların aşırılığı ve kızı nükleusun daha düşük kütle enerjisine sahip olduğunda meydana gelebilir.

Örnek: Karbon-11 Decay

Önemli bir tıbbi izope, karbon-11 (11C) LR+ ile boron-11 ile çürür:

[0]11C → 11B + e + + ⁇ e[Döntilmiş 1]

Karbon11'in 6 proton ve 5 nötronu var. Bir protonun bir nötron verimine dönüştürülmesi 5 proton ve 6 nötron - sabit boron-11. Son zamanlarda, genetik olarak aktif moleküllere (örneğin, kan şekeri veya amino asitlere) dahil edilebilir ve sonra sadece 20.3 dakikayı çürüttü.

Positron Annihilation ve PET Görüntüleme

Bir positron tükendikten sonra, bu aktısız kumar ışınlarının yüksek hassasiyetle ortaya çıkmasının ardından, tüm kütlelerini beyin fonksiyonunu incelemek için nöroloji şeklinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve kardiyolojide tüm bu akustik kumar ışınları tespit eder.

Diğer ortak LR+ yayarlar fluorine-18 (yarı ömrü 110 dakika) FDG-PET taramalarında kullanılan oksijen-15 (2 dakika) kan akışı çalışmaları için ve azot-13 (10 dakika) amino asit metabolizması için.Bu izotopların üretimi, nötron-deficient nuclitler oluşturmak için bombalayan bir cyclotron gerektirir.

Beta-Minus ve Beta-Plus Decay-Minus Karşılaştırması

Her iki beta türü de atomik nüklemi değiştirirken, farklı nükleer koşullar altında meydana gelir ve farklı parçacıklar üretirler. Aşağıdaki tablo temel farklılıkları özetliyor:

  • [FONT:0]Parent nükleon dönüşümü: ⁇ bir nötronu bir protona dönüştürür; LR+ bir protonu bir nötrona dönüştürür.
  • [FONT:0) Boyutlarını Korumak:[Dönetici:[Dönetici:0)[[Döneticileri:[Döneticileri:[Döneticileri) ⁇ bir elektron ve antineutrino yayıyor; LR+ bir arkaya doğru yayıyor
  • [0] Atom numarasında Değişim: [Dönetici:[Dönetici: 1) ⁇ Z'yi 1 oranında arttırır; ⁇ + Z'yi 1.
  • [FONT:0) Enerji durumu: [DÜDÜT:1] ⁇ , kızı daha düşük bir kütleye sahip olmak için nüklebrasyon gerektirir; LR+, pozitron oluşturmak için en az 2mec2 (1.022 MeV) için kütle farkı gerektirir.
  • [FONT=0]Isotope örnekleri: [Dönetici: 14C, 90Sr, 3H, 32P; ► +: 11C, 18F, 13N, 15O.
  • [FONT:0]Uygulamalar: [Dönetici: [Dönetici: 0,0] ⁇ radyokarbon partnerinde, nükleer bataryalarda ve kanser radyoterapi (örneğin, yttrium-90 mikrosüreler); ⁇ + öncelikle PET görüntülemede kullanılır.

Her iki işlem de lepton numarasını koruyor: ⁇ , elektronun lepton sayısı, oksidatif elektronun ve 1'in standart modeli için, 0'a kadar; ⁇ +'da, positron'un lepton numarası vardır -1 ve ⁇ 'nin 0'a kadar toplamıdır.

Beta Decay'de İleri Topics

Electron Capture

Elektron yakalama, bir protonu bir nötrona dönüştürdüğü α+ çürümeye alternatiftir. Bu süreçte, iç bir kabuk (genellikle K-shell) bir atom ile bir araya gelen ve bir elektron oluşturmak için bir proton ile bir araya gelen bir elektron ile bir araya gelir:

[FONT:0]p + e- → n + ⁇ e).

Elektron yakalama, bir arkadan dışarı çıkmıyor, bu yüzden kütle farkı 1.022 MeV'den daha az olduğunda enerjik olarak mümkündür.The vacancy left by the captured elektron is full by foreign-shell X-rays or Auger elektrons.For example, potasyum-40 (40K) demberin% 10.72'si ⁇ Zon yakalamasından kaçan elektronun% 40'ı, diğer taraftan da, elektron yakalaması, birçok nötron-rayın ağır elementleri için baskın çürük bir şekilde bozulma modundadır.

Çift Beta Decay

Bazı bazı nükleler bile, tek beta çürümesi enerjik olarak yasak, ancak çift beta çürümesi (iki eş zamanlı ⁇ çürük) mümkün olacaktır. Bu işlem için yarı hayattakiler son derece uzundur - 1019 ila 1024 yıl boyunca gözlemsiz çift beta çürük (0 ⁇ ) ve Kam-LANDZen gibi, bu elfenus işlemi arıyor olacaktır.

Beta Decay in Stellar Nucleosynthesis

Beta çürüme, 8B'nin 8Be'deki bozulmalarında kritik bir rol oynar, sonra iki alfa parçacığında Güneş'i, ilk adım, bir diprotonun beta-plus çürümesini içerir (2He) ağır elementlerin bolluğunu belirlemek için. daha sonra, nötron-canlıların yarısı iki alfa-kürücük partiküle ayrılır.

Ek olarak, süpernova SN 1987A'dan gelen ⁇ lerin tespiti, muazzam bir patlamanın (çoğulu beta'dan) çöktüğü yerdeki temel-kolapnovatif teorileri doğruladı.

Uygulama ve Beta Decay'nin Önemi

Radyometrik Arkadaş

Beta-minus çürümesinin en ünlü uygulaması radyokarbon dating. Karbon-14'ün yarısının beş yaşına sahip, 730 yıl organik malzemelerle yaklaşık 50.000 yıl öncesine kadar tanışmalarına izin veriyor. Beta de diğer dating yöntemlerinde kullanılıyor: potasyum-40 çürük yakalamak ve ⁇ ) yarı-altınlık bir deniz oluşumları ile.

Tıbbi Görüntüleme ve Terapi

Bahsettiği gibi, beta-plus yayıcılar PET görüntülemenin işhorlarıdır. Kısa ömürlü positron yayıcıları, doktorların kanser hücreleri üzerinde görselleştirilmesine veya o evde ytrium-90 (90Y) ve lutetium177 gibi peptidler için kullanılmasına izin verir.

Nükleer Güç ve Atık Yönetimi

Beta çürüme, nükleer yakıt harcanan ısıya önemli ölçüde katkıda bulunur. fission ürünleri tarafından yayılan beta parçacıkları yakıt veya cladding'de absorbe edilir, reaktör kapanmasından sonra yıllarca kaldırılmalıdır.

Temel Fizik Temel Fizik

Beta çürümesi zayıf kuvvet test etmek için bir oyun alanı olmuştur. beta-decay oranlarının ölçümü yoğun bir deney çabasıyla ortaya çıkmıştır - Standart Modelin ötesinde yeni fizik ortaya çıkarabilir. Ayrıca, kutuplaşmış nötronların (CKM) matrisi, hangi yarı-yapırıklıkta-neziğe aykırı bir şekilde bilgi verir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Beta çürümesi, atomik çekirdeklerin elementleri değiştirerek temel bir süreçtir, ancak aynı zamanda bir elektron ve antineutrino (daha iyi huylu dokular ve ⁇ (daha fazla) veya bir rezonansa sahip olan bu dönüşümler, sadece elementlerin doğal transmutasyonunu değil, aynı zamanda bilim, tıp ve teknoloji için güçlü araçlar sağlar.

Daha fazla okuma için, [[Göçme:0)Wikipedia makalesini beta çürümesi[Dönetici:2) Hayırbel Ödülü, ⁇ 'nin keşfinin kapsamını ) ve radyokarbon dating) [veya daha fazla akademik kaynak kullanmak [Düzücük beta çürüklük Maddesi).