קרינת בטא

קרינת בטא מינוס

קרינת בטא (β) היא סוג של קרינה רדיואקטיבית, שמקורה בגרעין האטום. החלקיק המהווה את קרינת הבטא, או חלקיק בטא, הוא אלקטרון (חלקיק בטא מינוס) או פוזיטרון (חלקיק בטא פלוס). קרינת בטא היא קרינה מסיבית - כלומר, לחלקיקים הנושאים אותה יש מסת מנוחה, בדומה לקרינת אלפא ובשונה מקרינת גמא.

הכוח היסודי האחראי לקיומה של קרינת בטא הוא הכוח החלש. זאת, מכיוון שאירועי קרינת בטא מערבים שינוי טעם של חלקיק בגרעין האטום, כלומר, הפיכה של חלקיק מפרוטון לנייטרון או להפך על ידי שינוי הטעם של אחד מקווארקי הערכיות. רק הכוח החלש מסוגל לגרום לחלקיק לשנות את טעמו. תהליך קרינת בטא מערב בהכרח פליטה של אלקטרון או פוזיטרון, שהרי כל החלקיקים מצייתים לחוקי שימור מסוימים, כגון חוק שימור המטען החשמלי. כדי שפרוטון, בעל מטען חשמלי 1, יוכל להפוך לנייטרון, בעל מטען חשמלי 0, עליו "להעביר" את יחידת המטען לחלקיק אחר - במקרה זה, פוזיטרון. גם חוקי שימור אחרים מתבטאים בתהליך של קרינת בטא, לרבות חוק שימור המספר הלפטוני, המחייב כי יחד עם הפוזיטרון (בעל מספר לפטוני -1) יפלט גם חלקיק נייטרינו (בעל מספר לפטוני 1). כך, נשמר המספר הלפטוני משני צדי התהליך, שכן לפרוטון ולנייטרון מספר לפטוני של 0. ישנה אפשרות תאורטית להתפרקות בטא כפולה ללא פליטת נויטרינו. בתהליך זה נפלטים שני חלקיקי בטא ושני חלקיקי נייטרינו וירטואליים שמאיינים זה את זה. חיפוש אחר התפרקות בטא כפולה נטולת נייטרינו נמצאת בחזית המחקר הנסיוני בתחום דעיכות הבטא.

קרינת בטא מינוס מתרחשת כאשר אחד הנייטרונים בגרעין הופך לפרוטון תוך פליטת אלקטרון ואנטי-נייטרינו אלקטרוני: $n^{0}\rightarrow p^{+}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$
מכיוון שהפרשי המסה בין הנייטרון לפרוטון גדולים ממסת האלקטרון (והנייטרינו), תהליך זה מתרחש באופן ספונטני עבור נייטרונים בודדים, ועבור איזוטופים בהם היחס בין מספרי הפרוטונים והנייטרונים קטן. אולם עבור איזוטופים בהם יחס זה גדול יותר, התוספת באנרגיה החשמלית של הגרעין תהיה מספיק גדולה בשביל להפוך תהליך זה ללא כדאי מבחינה אנרגטית.

קרינת בטא פלוס מתרחשת כאשר אחד מהפרוטונים בגרעין הופך לנייטרון, תוך פליטת פוזיטרון ונייטרינו: $\ p^{+}\rightarrow n^{0}+e^{+}+\nu _{e}$
מכיוון שמסת הפרוטון קטנה ממסת הנייטרון תהליך זה אינו מתרחש ספונטנית עבור פרוטונים בודדים. הוא מתרחש בגרעינים בהם היחס בין מספרי הפרוטונים והנייטרונים גדול, ובהם הרווח האנרגטי שנגרם מהורדת הדחייה החשמלית גדול יותר מהאנרגיה הדרושה להשקעה בתהליך. תהליך נפוץ יותר, הדומה לקרינת בטא פלוס הוא לכידת אלקטרון, בו אלקטרון נופל אל תוך הגרעין האטום, נבלע בפרוטון שנהפך לנייטרון תוך כדי פליטת ניוטרינו.

מבחינת המודל הסטנדרטי, ברמת הקווארקים, קרינת בטא מינוס מתרחשת כאשר קווארק למטה אחד בנייטרון (נייטרון מכיל שני קווארקים למטה בעלי מטען חשמלי 1/3e- וקווארק למעלה אחד בעל מטען 2/3e+) הופך לקווארק למעלה.

ראו גם

• הכוח החלש
• קרינת אלפא
• קרינת גמא

קישורים חיצוניים

• קרינת בטא, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

32491247קרינת בטא