Beta desintegrazio

Fisika nuklearrrean, beta desintegrazioa beta partikula bat (elektroi bat edo positroi bat) igortzen duen desintegrazio erradioaktiboa da. Elektroien igorpenaren kasuan, "beta minus" (β⁻) deritzo , eta positroiaren kasuan "beta plus" (β⁺). Beta partikulen abiadura 180.000 km/s-koa da.

Beta minus (β^-) desintegrazioa. Ez da erakusten prozesuan zehar igortzen den W^- bosoia.

Feynman-en diagrama. Diagrama honek neutroi baten beta desintegrazioa eta horren ondorioz sortutako protoia, elektroia eta neutrinoa eta igortzen den W^- bosoi astuna erakusten ditu.

β⁻ desintegrazioan, elkarrekintza ahularen ondorioz, neutroi bat (n⁰) protoi (p⁺) bihurtzen da eta elektroi bat (e⁻) eta antineutrino bat igortzen ditu (${\displaystyle {\bar {\nu }}_{e}}$):

${\displaystyle n^{0}\rightarrow p^{+}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}}$.

Oinarrizko mailan (irudian ageri den Feynman-en diagraman erakusten den bezala), honen arrazoia da down quark bat up quark bihurtzen dela W^- bosoi bat igorriz; gero W^- bosoia desintegratu eta elektroi bat eta antineutrino bat ekoizten ditu.

β⁺ desintegrazioan, energia protoi batetik neutroi bat, positroi bat (e⁺) eta neutrino bat (${\displaystyle \nu _{e}}$) ekoizteko erabiltzen da:

${\displaystyle \mathrm {energia} +p^{+}\rightarrow n^{0}+e^{+}+{\nu }_{e}}$.

Beraz, beta minus desintegrazioan ez bezala, beta plus desintegrazioa ezin da gertatu modu isolatuan, neutroiaren masa protoiarena baino handiagoa izanik, energia behar baitu. Beta plus desintegrazioa gertatzeko, nukleo alaben lotura energiaren balio absolutuak nukleo amarenak baino handiagoa izan behar du. Bi energia hauen arteko diferentzia da, hain zuzen, protoi batetik neutroi bat, positroi bat eta neutrino bat sortzeko eta partikula berri hauen energia zinetikoa ekoizteko balio duena.

Energia-balantzeak β⁺ desintegrazioa ahalbidetzen duen kasu guztietan (eta betiere protoia kanpo-geruzan elektroiak dituen nukleo baten osagaia bada), elektroi-harrapaketa izeneko prozesua gertatzen da, hau da, nukleo batek elektroi atomiko bat harrapatzen du eta horren ondorioz neutrino bat igortzen du:

${\displaystyle \mathrm {energia} +p^{+}+e^{-}\rightarrow n^{0}+{\nu }_{e}}$

Hala ere, hasierako eta amaierako egoeren arteko energia-diferentzia txikia bada (2m_ec² baino gutxiago), β⁺ ez da energetikoki bideragarria eta gertatzen den desintegrazio-mota bakarra elektroi-harrapaketa da.

Protoia eta neutroia nukleo atomiko baten osagaiak badira, desintegrazioaren ondorioz elementu kimiko bat beste elementu bat bihurtzen da. Esaterako:

${\displaystyle \mathrm {{}^{1}{}_{55}^{37}Cs} \rightarrow \mathrm {{}^{1}{}_{56}^{37}Ba} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}}$ (beta minus),

${\displaystyle \mathrm {~_{11}^{22}Na} \rightarrow \mathrm {~_{10}^{22}Ne} +e^{+}+{\nu }_{e}}$ (beta plus),

${\displaystyle \mathrm {~_{11}^{22}Na} +e^{-}\rightarrow \mathrm {~_{10}^{22}Ne} +{\nu }_{e}}$ (elektroi-harrapaketa).