การสลายให้อนุภาคบีตา

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ฟิสิกส์นิวเคลียร์
CNO Cycle.svg
การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
Nuclear fission
จัดการ: แม่แบบ  พูดคุย  แก้ไข

ในฟิสิกส์นิวเคลียร์, การสลายให้อนุภาคบีตา (อังกฤษ: beta decay) เป็นรูปแบบหนึ่งของการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีที่อนุภาคบีตา (อิเล็กตรอนหรือโพซิตรอน) ถูกปลดปล่อยออกมา ในกรณีปลดปล่อยอิเล็กตรอน จะเป็น บีตาลบ ({\beta}^-) ขณะที่ในกรณีปลดปล่อยโพซิตรอนจะเป็น บีตาบวก ({\beta}^+) พลังงานจลน์ของอนุภาคบีตามีพิสัยสเปกตรัมต่อเนื่องจาก 0 ถึงค่าสูงสุดที่จะเป็นไป (Q) ซึ่งขึ้นกับสภาวะนิวเคลียร์ของต้นกำเนิดและลูกที่เกี่ยวข้องกับการสลาย โดยทั่วไป Q มีค่าประมาณ 1 MeV แต่สามารถมีพิสัยจากสองสาม keV ไปจนถึง สิบ MeV อนุภาคบีตากระตุ้นส่วนใหญ่มีความเร็วสูงมากเป็นซึ่งมีความเร็วใกล้เคียงอัตราเร็วของแสง

การสลาย {\beta}^-[แก้]

ในการสลาย {\beta}^- อันตรกิริยาอย่างอ่อนจะเปลี่ยนนิวตรอน (n) ไปเป็นโปรตอน (p) ขณะปลดปล่อยอิเล็กตรอน (e^-) และ แอนทินิวตริโน (\bar{
u_e}):


n \rightarrow p + e^- + \bar{
u_e}

ที่ระดับมูลฐาน (ที่ต่ำกว่าไฟน์แมนไดอะแกรม (Feynman diagram) ) เนื่องจากการเปลี่ยนจากควาร์กลง (down quark) เป็นควาร์กขึ้น (up quark) โดยการปลดปล่อยของ W^-โบซอน W^-จะสลายในภายหลังเป็นอิเล็กตรอนและแอนทินิวตริโน

การสลาย {\beta}^+[แก้]

ในการสลาย {\beta}^+ พลังงานจะถูกใช้ในการเปลี่ยนจากโปรตอนไปเป็นนิวตรอน, โพซิตรอน (e^+)และนิวตริโน (
u_e):


energy + p \rightarrow n + e^+ + v_e

การสลาย {\beta}^+ ไม่เหมือนกับการสลาย {\beta}^- เนื่องจากการสลาย {\beta}^+ ไม่สามารถเกิดขึ้นในการแตกตัวได้ เพราะมันต้องการพลังงาน มวลของนิวตรอนจะมีพลังงานมากกว่าโปรตอน การสลาย {\beta}^+ สามารถเกิดขึ้นได้ภายในนิวเคลียสเท่านั้น เมื่อปริมาณของพลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสสูงกว่านิวเคลียสลูก ความแตกต่างของพลังงานทำให้เกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนโปรตอนไปเป็นนิวตรอน โพซิตรอน และ นิวตริโน และกลายเป็นพลังงานจลล์ของอนุภาคนั้น

อ้างอิง[แก้]

  • Franz N. D. Kurie, J. R. Richardson, H. C. Paxton (March 1936). "The Radiations Emitted from Artificially Produced Radioactive Substances. I. The Upper Limits and Shapes of the β-Ray Spectra from Several Elements". Physical Review 49 (5): 368–381. doi:10.1103/PhysRev.49.368. 
  • F. N. D. Kurie (May 1948). "On the Use of the Kurie Plot". Physical Review 73 (10): 1207. doi:10.1103/PhysRev.73.1207. 
  • Jagdish K. Tuli, Nuclear Wallet Cards, 7th edition, April 2005, Brookhaven National Laboratory, US National Nuclear Data Center