ბეტა-დაშლა

ბეტა-დაშლა (β-დაშლა) — ატომის ბირთვის რადიოაქტიური დაშლა, რომელსაც თან ახლავს ბირთვიდან ელექტრონის ან პოზიტრონის გამოტყორცნა. ეს პროცესი განპირობებულია ბირთვის ერთ-ერთი ნუკლონის თავისთავადი გარდაქმნით სხვა სახის ნუკლონად, მაგალითად ნეიტრონის ($n$) გარდაქმნით პროტონად ($p$) ან პროტონისა — ნეიტრონად. პირველ შემთხვევაში ბირთვიდან გამოიტყორცნება ელექტრონი ($e^{-}$) — ხდება ე. წ. ${\text{β}}^{-}$-დაშლა; მეორე შემთხვევაში ბირთვიდან გამოიტყორცნება პოზიტრონი ($e^{+}$) — ხდება ე. წ. ${\text{β}}^{+}$-დაშლა.

ბეტა-დაშლის დროს გამოტყორცნილი ელექტრონებისა და პოზიტრონების საერთო სახელწოდებაა ბეტა-ნაწილაკები. ნუკლონთა ურთიერთგარდაქმნადობას თან სდევს კიდევ ერთი ნაწილაკის — ნეიტრინოს ($\nu$) გამოსხივება ${\text{β}}^{+}$-დაშლისას ან ანტინეიტრინოს ($\overline{\nu }$) გამოსხივება ${\text{β}}^{-}$-დაშლისას.

β⁻-დაშლა

${\text{β}}^{-}$-დაშლისას ბირთვში პროტონების (Z) რიცხვი ერთით იზრდება, ხოლო ნეიტრონებისა — ერთით მცირდება. ბირთვის A მასური რიცხვი, რომელიც ბირთვში შემავალ ნუკლონთა საერთო რიცხვს უდრის, უცვლელი რჩება. ბირთვი-პროდუქტი წარმოადგენს პირვანდელი ბირთვის იზობარს, რომელიც ელემენტთა პერიოდულ სისტემაში მის მეზობლად, მარჯვნივ მდებარეობს.

β⁺-დაშლა

${\text{β}}^{+}$-დაშლისას, პირიქით, პროტონების რიცხვი ერთით მცირდება, ნეიტრონებისა კი ერთით იზრდება. წარმოიქმნება იზობარი, რომელიც პირვანდელი ბირთვის მეზობლად, მარცხნივ მდებარეობს. ${\text{β}}^{-}$-დაშლის მარტივი მაგალითია თავისუფალი ნეიტრონის გარდაქმნა პროტონად ელექტრონისა და ანტინეიტრინოს გამოსხივებით (ნეიტრონის ნახევარდაშლის პერიოდი $\approx 13$ წთ):

${}^{\mathrm{1}}{}_{\mathrm{0}}\mathrm{n}\stackrel{\text{β}{\phantom{A}}^{-}}{\to }{}^{\mathrm{1}}{}_{\mathrm{1}}\mathrm{p}\text{+}{\mathrm{e}}^{\text{-}}\text{+}\overline{\mathrm{\nu }}$.

${\text{β}}^{+}$-დაშლის მაგალითია აგრეთვე ნახშირბადის იზოტოპის ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{11}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}11}\mathrm{C}$ დაშლა:

${}^{\mathrm{1}\mathrm{1}}{}_{\mathrm{6}}\mathrm{n}\stackrel{\text{β}{\phantom{A}}^{+}}{\to }{}^{\mathrm{1}\mathrm{1}}{}_{\mathrm{5}}\mathrm{B}\text{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{+}}\text{+}\mathrm{\nu }$,

${}^{\mathrm{6}\mathrm{p}}{}_{\mathrm{5}\mathrm{n}}\stackrel{\text{β}{\phantom{A}}^{+}}{\to }{}^{\mathrm{5}\mathrm{p}}{}_{\mathrm{6}\mathrm{n}}\text{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{+}}\text{+}\mathrm{\nu }$.

ეს პროცესი შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც ბმული პროტონის დაშლა ${}^{\mathrm{1}}{}_{\mathrm{1}}\mathrm{p}\stackrel{\text{β}{\phantom{A}}^{+}}{\to }{}^{\mathrm{1}}{}_{\mathrm{0}}\mathrm{n}\text{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{+}}\text{+}\mathrm{\nu }$. ამ შემთხვევაში ნახშირბადის ბირთვი გარდაიქმნება პერიოდულ სისტემაში მისი წინმდგომი ელემენტის — ბორის ბირთვად.

ბეტა-დაშლას ადგილი აქვს, როგორც ბუნებრივად რადიოაქტიური, ისე ხელოვნურად რადიოაქტიური იზოტოპებისათვის. იმისათვის, რომ ბირთი არამდგრადი იყოს β-გარდაქმნის ერთ-ერთი ტიპის მიმართ, რეაქციის განტოლების მარცხენა ნაწილის ნაწილაკთა მასების ჯამი მეტი უნდა იყოს გარდაქმნის პროდუქტების მასათა ჯამზე. ამიტომ ბეტა-დაშლისას ხდება ენერგიის გამოყოფა. ბეტა-დაშლის ენერგია $E_{\beta }$ შეიძლება გამოვითვალოთ მასათა ამ განსხვავებისა და $E=m{c}^2$ თანაფარდობის გამოყენებით, სადაც $c$ სინათლის სიჩქარეა ვაკუუმში. ${\text{β}}^{-}$-დაშლისას $E_{{\beta }^{-}}=(M_z-M_{z+1})c^2$, სადაც $M_z$ და $M_{z+1}$ ნეიტრალური ატომების მასებია. ${\text{β}}^{+}$-დაშლისას ნეიტრალური ატომი თავის გარსიდან კარგავს ერთ-ერთ ელექტრონს და ამიტომ $E_{{\beta }^{+}}=(M_z-M_{z-1}-2m_e)c^2$, სადაც $m_e$ ელექტრონის მასაა.

ბეტა-დაშლის ენერგია ნაწილდება სამ ნაწილაკს შორის. ესენია: ელექტრონი (ან პოზიტრონი), ანტინეიტრინო (ან ნეიტრინო) და ბირთვი. თითოეულ მსუბუქ ნაწილაკს შეუძლია წაიღოს ნებისმიერი ენერგია 0-დან $E_{\beta }$-მდე, ე. ი მათი ენერგეტიკული სპექტრი უწყვეტია. მხოლოდ K-ჩაჭერისას მიაქვს ნეიტრინოს ყოველთვის ერთი და იგივე ენერგია.

იხილეთ აგრეთვე

• ალფა-ნაწილაკი
• ალფა-დაშლა
• ბეტა-ნაწილაკი
• გამა-გამოსხივება