Beta Decay'ye Giriş

Beta çürüme, pek çok elementte gözlemlenen doğal radyoaktiviteyi yalnızca birçok elemente yönlendiren bir temel atomik çekirdeğinin, radyoaktif çürük zincirleri yorumlamak için temel bir temeldeki değişiklikler olduğunu gösterir.Bu fenomen, sadece tıbbi görüntülemeden nükleer reaktöre kadar değişen pratik uygulamalardır.

Geniş anlamda, beta, bir nötronu bir protona dönüştürmekle nükleer kompozisyonu değiştirir (daha sonra bir nötrona (daha fazla çürük) veya bir protona bir nötron (daha fazla çürük) dönüştürür, bu yüzden 1930 yılında Wolfgang Pauli tarafından tahmin edilen ve daha sonra deneysel olarak onaylanan bir şekilde.

Beta Decay'nin Temel Mekanizması

Weak Nükleer Kuvvet ve W Boson

Beta çürümesi, atomik çekirdeğinden uzak mesafelerde çalışan zayıf nükleer güç tarafından medyaya kaldırıldı.Bir nötronun atomu atomik bir şekilde yok ettiğinde, bir sanal W+) |[Dönetici] ile bir elektronun içine bir atom bombası atması halinde bir elektronun bozulmasına neden oldu.

Zayıf kuvvet eşsizdir çünkü kurkların (yukarı, garip, vs) tadı, nükleonların transmutasyonunu mümkün kılar. zayıf etkileşimin sürekliliği, beta-decay yaşamlarının neden uzun olabileceğini açıklayan güçlü veya elektromanyetik kuvvetlerden çok daha küçüktir ( milyarlarca yıl boyunca ikinci bir ila milyarlarca yıl boyunca).

Beta Decay'de Koruma Yasaları

Beta çürüme tüm temel koruma yasalarına uyuyor: enerji, momentum, angular momentum (spin), elektrikli şarj, baryon numara ve lepton numarası özellikle ilginçtir: beta-minus çürümesinde, lepton sayısı (-1) ve antineutrino (-1) sıfıra kadar, nötronun ilk lepton numarasını eşleştirerek (zero).

Beta Decay Türleri

Beta-Minus Decay (Hırt[Dönem:0)

[Düzücük:0)[Dönemli: [Düzücükler, bir nötron (n) bir protona dönüşür (p).+) bir elektron (e)[D[Dönemli) ve bir elektron antinömürü)

[FONT=0] → s[DÜDÜDÜT:2) + e[DÜDÜDÜDÜDÜDÜye: 3)) {0|0|0|=[DÜye/Üye/Üye/Üye/DÜye/Üye/Üye)))

Bu süreç, atom sayısını bir kez daha arttırırken, kitle sayısı değişmemiştir. Örneğin, karbon-14'ün azot-14'e bölünmesidir:

[FONT:0][DÜDÜT:1][Üye:2)[Üye: 9)[Üye: 4))[Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye))

Karbon-14 radyokarbon dating yaygın olarak kullanılmaktadır. Yarı yaşam yaklaşık 5,730 yıldır.

Beta-Plus Decay (Hırt[DÜye:0)+).

►[DÜDÜ:0)+[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞ

[FONT:0]p[DÜT:1][/FONT=[FONT:2) → n + e[DÜDÜDÜye ait: 3 ) + ) + ⁇ [DÜye ait [DÜye Olmayanlar[Üyeler)

Bu, atom sayısını bir tane azaltmaktadır. Çünkü ücretsiz bir proton bir nötrondan daha hafiftir, LR[D:0)+) çürüme, sadece enerji farkının (Q-değer) yeterli olduğu bir nükleus içinde meydana gelebilir.Bir örnek oksijen-18'in çürümesidir:

[FONT:0]18))18|)|[FLT: 5|[FLT: 6) + [FLT: 9|D|D|)[D[D|D|D|D|D|D|D|D|D|D|)

Fluorine-18, OKT'de kullanılan önemli bir radyodur:0)Positron Emission Tomography (PET) görüntüleme).

Elektron Yakalama (EC)

►[DÜ:0)+) çürümesi, nükleik bir içsel atomik elektron (tipik olarak K-shell) ve bir proton bir nötron haline gelir, bir boşluk.

[FONT:0))[DÜDÜDÜ:2) + ) [FONT=[DÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜye Değer: · 9/01/2012)

Atom numarası bir tane tarafından azalır, ancak hiçbir pozitron yayılıyor. yerine, elektron kabuğundaki boşluk bir dış elektron tarafından doldurulur, karakteristik X-ray veya Auger elektronlar üretir. Elektron yakalama ile rekabet eder) +).

Enerji ve Beta Decay'nin Spectrum

Q-Value ve Enerji Bülteni

Beta çürümesinde yayınlanan enerji, [Dönemli:0]Q-değer[[Dönetici: 1 ))[M)[M))[M(kız)))[Düzücük ve kız atomları arasındaki farka eşittir.(Düzücükler için)|Düzücükler için [Düzücükler)))

Sürekli Beta Spectrum

Alfa parçacıklarının aksine, ayrı enerjiler olan beta parçacıkları, minimum kinetik enerji dağılımının en yüksek Q değeri olan ve Coca-Cola ile (E) arasındaki en yüksek enerji dağılımı ile belirlenir.)[Dönemli enerjiler için minimum kinetik enerji taşır.

Enrico Fermi tarafından 1934 yılında formüle edilen beta çürük teorisi, düşük enerjilerdeki geçişleri veya atom etkilerini kullanarak yapılan spektralasyonları başarıyla tanımlamıştır.Theurmi-Kurie arsa)[Döneticisinin son nokta enerji ve testlerini azaltan spektrumun doğrusallaştırılmasıdır.

Neutrinos ve onların Rol

Wolfgang Pauli ilk olarak 1930 yılında, kimyadaki enerjinin korunmasının belirgin ihlalini çözmeyi önerdi. 1956 yılında, Clyde Cowan ve Frederick Reines'in her saniye bir nükleer reaktörden antineutrino'yu deneysel olarak tespit etti, 1995 Nobel Ödülü Fizikte Reines kazandı.

Üç ⁇ lezzetin varlığı (örneğin, muon, tau) ve ⁇ oscillation (tekneler arasında karışım) gibi uzun süredir devam eden bir soru olduğunu ima ediyor Super-Kamiokande ve SNO.Bu keşifler, spektral olmayan kütleye sahip olduklarını ima ediyor, tam olarak tritium denizi inceler.

Beta Decay ve Nükleer Stability

Segrè Chart ve Stability Vadisi

Beta çürümesine neden olan nüklem eğilimi, nötron-to-proton oranı ile yakından bağlantılıdır. Nükleer grafiklerde (Segrè arsa), stabil nükleteler arasındaki ekstra nötronlar için önemli hale gelir; N/Z hızları ağır elementler için yaklaşık 1.5'e yükselir.

Aşırı nötronlarla (neutron-zengin) yalan söylüyor (veya doğruya) vadinin ve LR)-)-[Dönemli) ve nükleer yapı (spin-değer) tarafından belirlenir.

İzinsiz Geçişler

Tüm beta çürüklerine izin verilmez. 1 birim tarafından spin değişiklikleri (345J = 1) ve parite değişmez ( ⁇ = no Escal)[Dönetici:0)Gamow-Teller) geçişleri, aksi takdirde, 3,3 vb. geçişler yapılır.

Uygulamalar ve İşaret

Nükleer Tıp ve PET Görüntüleme

Positron-eating isotopes such asFLT:0)18)F, [[Dönetici:2)11)C, [[Dört|D|D|Dört|D|Düzücükler için kullanılan ve üç boyutlu bir robotun tekrarlanması için kullanılan bir elektronla birlikte, iki 511 keVma ışınları, tam tersine, iki 511 keVma ışınları. Hasta kayıtlarının bir yüzüğü bu tesadüfi izlemede ve normal tarama için kullanılır.

[FONT=0]1977 Fizikioloji veya Tıpta Nobel Ödülü Rosalyn Yalow, Roger Guillemin ve Andrew Schally radyoimmunoassay gelişimi için, bu da beta-eanotopes gibi dayanıyor:2).125)

Astrofizik ve Stellar Nucleosynthesis

Beta çürüme, demirden daha ağır elementlerin üretiminde kritik bir rol oynar. Büyük yıldızlarda, GÜNCEL:0) [Döneticileri ) (slow nötron yakalama) yeni kurulan beta çürükleri stabil hale getiren, zincirin daha yüksek kütlelere devam etmesine izin verir. süpernova ve nötron yıldızı birleşmelerinde, platini ve uranyumu[Döneticileri))

Güneşimizde, proton-proton zinciri (PPI, PPII, PPIII) beta çürüklerini içerir:0)) O,FLT:2[7)Be, ve ) Güneşi oluşturan bir tepkinin tespiti, o yıldız yıldız yıldız füzyon anlayışımızı doğrulayan ve keşifleri ortaya çıkarmak için bir elektron (EC) yakalıyor.

Nükleer Reaktörler ve Atık Yönetimi

Beta çürümesi, kapanmadan sonra nükleer reaktörlerde çürüme ısısı için gereklidir. Kısa ömürlü fission ürünler:0)137)-)[D[Dönetici:0)))[Dönetici:137[D|Dönetici:% 30 yıl) ve yarı ömrü 30 yıl)) beta tasarımlarının uzun süre boyunca harcandığı gecikmeler için büyük bir gecikmedir.

Ek olarak, bazı beta-decaying isotopes are used asETHFLT:0)beta-voltaic), uzaktan veya implant edilebilir cihazlardaki güç kaynakları. Tritium ().)[D[D[D[D][/FONT][/FONT) yarı-yaşam 100 yıl) ve yarı-uzunluklar için elektrik akımına doğrudan yüklenebilir.

Beta Decay Teorisinin Tarihsel Gelişimi

Beta çürümesi anlayışı birkaç on yıl boyunca gelişti. Henri Becquerel'in radyoaktivite keşfi, 1896'da bir elektron olarak beta parçacığının tanımlanmasını takip etti (J. Thomson ve diğerleri), sahneyi ayarlamak. 1930'da, Pauli, bir fizik konferansında "radioaktif bayanlar ve baylar"a ünlü bir mektupta ortaya koydu.

Deneysel kilometre taşları, 1956'nın Cowan ve Reines tarafından elektron antineutrino'nun doğrudan tespitini içerir, 1968'de beta çürümesine karşı paritenin gösterisini (Chien-Shiung Wu'nun deneyini kobalt-60 kullanarak), ve muon ⁇ 'ın keşfi (1962) ve tau ⁇ (2000).

Özet ve Outlook

Beta çürüme, araştırmanın canlı bir alanı olarak kalır, zayıf kuvvetin sentezine göre, nükleer yapı ve parçacık fiziği birden fazla disiplinde keşifler sürmeye devam eder - gözlemlenen bir süreç, ⁇ lerin anaana parçacıkları olduğunu ve lepton sayısını ihlal eder.

Özetle, beta çürüme sadece radyoaktif çürümenin bir ders örneği değildir; altatom seviyesindeki en samimi çalışmalara bir penceredir. tıp, enerji ve astronomi uygulamaları günlük yaşamımıza dokunur ve teorik sonuçları evren anlayışımıza meydan okuyor.