Partícula beta
Una partícula beta també cridat rajos beta o radiació beta, (símbol β) és un electró o positrón d'alta energia i alta velocitat emés per la desintegració radiactiva d'un núcleu atòmic durant el procés de desintegració beta. Hi ha dos formes de desintegració beta, decaiguda β− i emissió β+, que produïxen electrons i positrones, respectivament.[1] En resum és un electró (o positrón) que ix despedit d'una desintegració beta. Per la llei de Fajans, si un àtom emet una partícula beta, la seua càrrega elèctrica aumenta en una unitat positiva i l'número no varia. Açò es deu a que l'número o másico solament representa el número de protones i neutrons; en este cas el número total no es veu afectat, ya que un neutró passa a ser protón, emetent un electró. cal destacar que l'electró emés prové del núcleu de l'àtom (transformació entre cuarks) i no d'un orbital d'est.[2]
A diferència de la radiació alfa, l'energia cinètica de les partícules beta emeses pot assumir qualsevol valor des de casi zero fins a una energia màxima. L'energia màxima típica de la radiació beta és de l'orde de centenars de kiloelectronvoltios a uns pocs megaelectronvoltios i depén de la desintegració específica.
El nom prové de la primera divisió dels rajos ionizantes de la desintegració radiactiva en rajos alfa, rajos beta i rajos gamma, que en este orde mostren una permeabilidad creixent de la matèria.
Modos de decaiguda beta
[editar | editar còdic]Desintegració β− (emissió d'electrons)
[editar | editar còdic]
Un núcleu atòmic inestable en un excés de neutrons pot experimentar una desintegració β− a on un neutró es convertix en un protón, un electró i un electró antineutrino (l'antipartícula del neutrino):
- Plantilla:SubatomicParticle → Plantilla:SubatomicParticle + Plantilla:SubatomicParticle + Plantilla:SubatomicParticle
Este procés està mediat per l'interacció dèbil. El neutró es convertix en un protó a través de l'emissió d'un W-bosón virtual. A nivell de cuark, l'emissió W- convertix un cuark avall en un cuark dalt, convertint un neutró (un cuark dalt, i dos cuarks avall ) en un protó (dos cuarks dalt i un cuark avall). El boson virtual W- després es descompon en un electró i un antineutrino.
La descomposició β− ocorre comunament entre els subproductes de fissió rics en neutrons produïts en reactors nuclears. Els neutrons lliures també es descomponen a través d'este procés. Abdós processos contribuïxen a les copioses cantitats de rajos beta i antineutrinos electrònics produïts per les barres de combustible del reactor de fissió.
Desintegració β+ (emissió de positrones)
[editar | editar còdic]Els núcleus atòmics inestables en un excés de protones poden experimentar una desintegració β+, també cridada decaiguda de positrones, a on un protó es convertix en un neutró, un positrón i un neutrino d'electrons:
- Plantilla:SubatomicParticle → Plantilla:SubatomicParticle + Plantilla:SubatomicParticle + Plantilla:SubatomicParticle
La desintegració Beta-plus solament pot ocórrer dins dels núcleus quan el valor absolut de l'energia d'unió del núcleu fill és major que el del núcleu principal, és dir, el núcleu secundari és un estat de menor energia.
Esquemes de descomposició Beta
[editar | editar còdic]
El diagrama de l'esquema de descomposició que acompanya mostra la desintegració beta de Cs-137. Cs-137 es caracterisa per un pico gamma característic a 661 keV, pero açò és realment emés pel radionucleido fill Ba-137m. El diagrama mostra el tipo i l'energia de la radiació emesa, la seua abundància relativa i els radionucleidos fills despuix de la descomposició.
Fòsfor-32 és un emissor beta àmpliament utilisat en medicina i té una vida mija curta de 14.29 dies i es descompon en sofre-32 per desintegració beta, com es mostra en esta equació nuclear:
Plantilla:Nucleido → Plantilla:Nucleido 1+ + Plantilla:SubatomicParticle + Plantilla:SubatomicParticle
1,709 MeV d'energia es llibera durant la descomposició.[3] l'energia cinètica del electró varia en un promig d'aproximadament 0,5 MeV i el restant de l'energia és transportada per l'electró antineutrino casi indetectable. En comparació a atres nucleidos emissors de radiació beta, l'electró és moderadament energètic. Està bloquejat per al voltant d'1 m d'aire o 5 mm de vidre acrílic.
Interacció en atres matèries
[editar | editar còdic]
Dels tres tipos comuns de radiació emesa per materials radiactius, alfa, beta i gamma, la beta té el poder de penetració mig i el poder de ionisació mig. Encara que les partícules beta emeses per diferents materials radiactius varien en energia, la majoria de les partícules beta poden detindre's en uns pocs milímetros d'alumini . No obstant, açò no significa que els isòtops emissors de beta puguen estar completament protegits per escuts tan prims: a mida que es desacceleren en la matèria, els electrons beta emeten rajos gamma secundaris, que són més penetrants que els beta per es. El blindage compost de materials en menor pes atòmic genera Rajos gamma en menor energia, lo que fa que dits escuts siguen alguna cosa més efectius per unitat de massa que els fets de materials composts per elements en alt número atómico, com el plom.
En estar composta de partícules carregades, la radiació beta és més ionizante que la radiació gamma. En travessar la matèria, una partícula beta es desaccelera per interaccions electromagnètiques i pot emetre rajos X de frenat .
En l'aigua, la radiació beta de molts productes de fissió nuclear generalment excedix la velocitat de la llum en eixe material (que és el 75% de la velocitat de la llum en el buit).[4] i per lo tant genera radiació de Cherenkov blava quan passa a través de l'aigua. L'intensa radiació beta de les barres de combustible dels reactors de piscina es pot visualisar a través de l'aigua transparent que cobrix i blinda el reactor (vore ilustració la dreta).
Detecció i medició
[editar | editar còdic]
Els efectes de ionisació o excitació de les partícules beta en la matèria són els processos fonamentals pels que els instruments de detecció radiométrica detecten i medixen la radiació beta. L'ionisació del gas s'utilisa en les cámara i en els contadors Geiger-Müller, i l'excitació dels centelleadores s'utilisa en els contadors de centelleo. La següent taula mostra les magnituts de radiació en unitats SI i no SI: Plantilla:Magnituts relacionades en la radiació
- El gray (Gy), és l'unitat SI de dosis absorbida, que és la cantitat d'energia de radiació depositada en el material irradiado. En el cas de la radiació beta, és numèricament igual a la dosis equivalent mida pel sievert, que indica l'efecte biològic estocàstic de baixos nivells de radiació en els teixits humans. El factor de conversió de la ponderació de la radiació de la dosis absorbida a la dosis equivalent és 1 per a les partícules beta, mentres que les partícules alfa tenen un factor de 20, lo que reflectix el seu major efecte ionizante en els teixits.
- El rad és l'unitat obsoleta del CGS per a la dosis absorbida i el rem és l'unitat obsoleta del CGS per a la dosis equivalent, utilisada principalment en els Estats Units.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Lawrence Berkeley National Laboratory. «Beta Decay». Nuclear Wall Chart. United States Department of Energy. Archivat des d'el original, el 24 de març de 2020.
- ↑ John David Jackson (2002). Klassische Elektrodynamik, Berlin • New York: de Gruyter, pp. 843-850.
- ↑ «Copia archivada». Archivat des d'el original, el 5 de juliol de 2006. Consultat el 25 d'agost de 2018.
- ↑ La velocitat macroscòpica de la llum en l'aigua és el 75% de la velocitat de la llum en el buit (cridada "c"). La partícula beta es mou més ràpit que 0,75 c, pero no més ràpit que c.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Partícula beta» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.