Общая схема бетта-распада приведена на рис. 1.4.
Таким образом, бетта – распад является превращением нейтрона в протон с выделением электрона (бетта – частицы) и нейтрино. В этом виде распада ядра проявляется одно из любопытных явлений атомной физики – способность одной элементарной материальной частицы превращаться в другую.
Формула превращения нейтрона в протон может быть представлена в следующем виде: 10n – 11H +0—1e + v.
Такое превращение сопровождается выделением энергии (0,76 МэВ).
Позитронный (бетта+ – распад) распад характерен для ядер с избыточным числом протонов (недостаточным числом нейтронов). При нем в определенных энергетических условиях излучается позитрон и нейтрино. Излучение позитрона может происходить только в том случае, если разность энергий (уменьшение массы) материнского и дочернего ядер превышает 1,02 МэВ.
Рис. 1.4. Схема бетта-распада
При столкновении испущенного позитрона с электроном обе частицы исчезают (аннигилируют), превращаясь в кванты света, при этом вся энергия частиц переходит в энергию гамма-квантов по формуле
0+1e+0—1e -> 2бетта+2x0,51МэВ
При излучении позитрона образуется ядро с тем же массовым числом, но с зарядом на единицу меньшим, т. е. ядро элемента, расположенного в таблице Менделеева на одно место левее исходного.
Например
2714Si -> 0+1e+2713Al+v
При этом виде распада происходит превращение одного протона ядра в нейтрон, позитрон и нейтрино:
11p -> 0+1e+10n+v
Такое превращение протекает с поглощением энергии (1,8 МэВ), так как масса нейтрона больше массы протона.
Процесс К-захвата (электронного захвата) происходит при условии, если избыточная энергия возбужденного ядра с избыточным числом протонов не превышает 1,02 МэВ. То есть, когда в ядре не хватает энергии для излучения позитрона, бетта+-распада (позитронного) не произойдет. Переход ядра в устойчивое состояние в этом случае может произойти путем захвата одного из орбитальных электронов из К-слоя (редко из L-слоя) электронной оболочки атома. В результате этого превращения, так же как при излучении позитрона, образуется ядро элемента с атомным номером на единицу меньшим, чем у исходного ядра (материнского).
Ввиду того, что после электронного захвата в К-оболочке атома образуется вакантное место, один из электронов внешней оболочки занимает его, в результате происходит перестройка в атомных оболочках. Атом из возбужденного состояния переходит в нормальное; переход сопровождается испусканием рентгеновского излучения дочернего атома.
Следовательно, К-захват также связан с превращением протона в нейтрон.
В результате нейтронного распада (n-распада) ядро