Beta-Zerfall ist, wenn ein instabiler Atomkern (radioaktiv) durch Emission eines Beta-Partikels zerfällt; Wenn das Beta-Teilchen ein Elektron ist, ist es β– Zerfall, und wenn ein Positron, β+ zerfallen.
Betastrahlen als eigenständiger Bestandteil der in der Radioaktivität abgegebenen Strahlen wurden 1899 von Rutherford entdeckt, nur wenige Jahre nachdem die Radioaktivität selbst entdeckt wurde (1896). Dies ist jedoch Beta minus Zerfall… Die Entdeckung von Beta plus Zerfall (von Irène und Frédéric Joliot-Curie, 1934) erfolgte nach der Entdeckung des Positrons (in kosmischen Strahlen, 1932) und der (damals) umstrittenen „Erfindung“. des Neutrinos (von Pauli, 1931), um das kontinuierliche Energiespektrum der Elektronen beim Beta-Zerfall zu erklären. Es war auch im Jahr 1934, als Fermi - auf Italienisch und Deutsch (die Natur hielt die Idee für zu spekulativ !!) - seine Theorie des Beta-Zerfalls veröffentlichte (weitere Einzelheiten hierzu finden Sie auf dieser Seite über Hyperphysik).
Beim Beta-Minus-Zerfall verwandelt sich ein Neutron in ein Proton, ein Antineutrino und ein Elektron. Diese Umwandlung ist auf die schwache Wechselwirkung (oder schwache Kraft) zurückzuführen. Ein Down-Quark (im Neutron) wird zu einem Up-Quark und sendet ein W aus– Boson (eines von drei Bosonen, die die schwache Wechselwirkung vermitteln), das dann in ein Elektron und ein Antineutrino zerfällt.
Der Beta-Plus-Zerfall - der auch als inverser Beta-Zerfall bezeichnet wird - beinhaltet die Umwandlung eines Protons in ein Neutron, Positron und Neutrino.
Warum zerfallen isolierte Neutronen (aber solche in stabilen Kernen und solche in Neutronensternen nicht)? Und warum sind isolierte Protonen stabil, solche in bestimmten radioaktiven Kernen jedoch nicht? Alles hängt von der Energie ab. Wenn ein Zustand (z. B. ein isoliertes Neutron) eine höhere Energie als ein anderer hat (Proton plus Elektron plus Antineutrino), zerfällt der erste in den zweiten (die Baryonenzahl der beiden Zustände muss gleich sein , dito Lepton Nummer und so weiter).
Es gibt auch einen seltenen Doppel-Beta-Zerfall, bei dem zwei Beta-Partikel emittiert werden. Es wurde, wie vorhergesagt, bei einigen instabilen Isotopen beobachtet. Es gibt eine Art von Doppel-Beta-Zerfall - den neutrino-freien Doppel-Beta-Zerfall (das obige Bild stammt aus dem COBRA-Projekt, eine Studie davon) -, die intensiv untersucht wird (obwohl noch kein solcher Zerfall beobachtet wurde), weil dies der Fall ist ist möglicherweise eines der wenigen leicht zu öffnenden Fenster in die Physik jenseits des Standardmodells (weitere Informationen finden Sie auf dieser WIPP-Seite).
Berkeley Lab hat einen übersichtlichen Leitfaden zum Nuclear Wallchart (Untertitel „Sie müssen kein Kernphysiker sein, um die Nuklearwissenschaft zu verstehen“!) Über den Beta-Zerfall, und diese Seite der Ohio University - Alpha und Beta-Zerfall - bringt mehr technisches Fleisch auf die nackten Übersichtsknochen.
Die höflichen Grenzen der Wissenschaft über Dunkle Materie überschreiten ist eine Geschichte des Space Magazine, die einen tangentialen Bezug zum Beta-Zerfall hat (in den Kommentaren!).
Gibt es relevante Astronomy Cast-Episoden? Sicher! Nukleosynthese: Elemente aus Sternen, den starken und schwachen Kernkräften und Antimaterie.
Quelle:
Wikipedia
