Emisja beta (β). Emisja cząstek beta

Odkrycie:

Jak stwierdzono w tekście „Emisja alfa (α)”, chemik z Nowej Zelandii Ernest Rutherford przeprowadził eksperyment, w którym umieścił próbkę materiału radioaktywnego w ołowianym bloku, z otworem do kierowania emisją radioaktywną; i poddał te promieniowanie działaniu pola elektromagnetycznego.

Wśród uzyskanych wyników Rutherford zauważył, że wiązka promieniowania była przyciągana przez płytę dodatnią, co doprowadziło go do wniosku, że emisje te były ładunek ujemny. To promieniowanie zostało nazwane promienielub emisje beta (β).

Ponieważ promienie ulegały odchyleniu pod wpływem pola elektromagnetycznego, to również doprowadziło go do wniosku, że w rzeczywistości składają się z cząstek, które mają masę. Masa tych cząstek była jednak mniejsza niż cząstek, które stanowiły emisje alfa, ponieważ cząstki β miały większe odchylenie.

• Konstytucja:

W 1900 r. francuski fizyk Antoine-Henri Bequerel (1852-1908) porównał te odchylenia cząstki beta z przesunięciami, jakie wykonywały elektrony, gdy również zostały poddane działaniu pola elektromagnetyczny. W rezultacie były takie same; z tym widać, że

cząstki beta były w rzeczywistości elektronami.

W rezultacie reprezentacja tej cząstki jest podana przez ⁰_-1β lub β^-. Zauważ, że emisja beta ma liczbę masową (A) równą zero, ponieważ elektrony nie są częścią jądra atomu.

• Konsekwencje emisji cząstek beta dla struktury atomu:

Emisja cząstki beta (⁰_-1β) jest wynikiem przegrupowania niestabilnego jądra radioaktywnego atomu w celu uzyskania stabilności. Dlatego w jądrze zachodzi zjawisko, w którym rozkłada się neutron, tworząc trzy nowe cząstki: proton, elektron (cząstka β) i neutrino. Emitowane są antyneutrino i elektron; proton jednak pozostaje w jądrze.

¹₀Nie →¹₁p + ⁰_-1i + ⁰₀ν
neutron neutrino elektronowe protonowe

A zatem, kiedy atom emituje cząsteczkę beta, zmienia się w nowy pierwiastek o tej samej liczbie masowej (ponieważ istniejący wcześniej neutron został „zastąpiony” przez proton), ale jego liczba atomowa (Z = protony w jądrze) wzrasta o jedność.

Zobacz poniżej, jak to się ogólnie dzieje:

Oto przykład rozpadu beta, który występuje z izotopem 14 pierwiastka węgla:

Promieniowanie beta składa się z elektronów emitowanych z dużą prędkością przez jądra radioaktywnych atomów, ta prędkość początkowa wynosi od 100 000 km/s do 290 000 km/s i osiąga 95% prędkości lekki.

Masa promieniowania β jest taka sama jak elektronu, który jest 1840 razy mniejszy niż protonu lub neutronu. Promieniowanie alfa (α) emituje dwa protony i dwa neutrony, więc masa cząstek α ​​jest 7360 razy większa od masy cząstek β. To wyjaśnia fakt, że cząstki α mają mniejsze odchylenie niż cząstki β, co Rutherford zweryfikował w swoim eksperymencie.

• Siła penetracji:

Jego siła penetracji jest średnia, będąc od 50 do 100 razy bardziej penetrująca niż cząstki alfa. Mogą one przejść przez kartkę papieru, ale są trzymane przez arkusz tylko 2 mm ołowiu lub 2 cm aluminium. Kiedy wpływają na ludzkie ciało, mogą przeniknąć do 2 cm.

• Szkody dla ludzi:

Ponieważ jego siła penetracji nad ludzkim ciałem wynosi tylko 2 cm, cząstki β mogą przenikać przez skórę, powodując oparzenia, ale są zatrzymywane przed dotarciem do większości narządów wewnętrznych ciała.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii