การสลายให้อนุภาคบีตา

แม่แบบ:ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ในฟิสิกส์นิวเคลียร์, การสลายให้อนุภาคบีตา (แม่แบบ:Langx) 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 ${\beta }^{-}$

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

$n\to p+e^{-}+\overline{u_e}$

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

• 
  การสลาย ${\beta }^{-}$ ในนิวเคลียสอะตอม ตัวกลางของการปลดปล่อย $W^{-}$โบซอน ถูกละไว้
• 
  ไฟน์แมนไดอะแกรมสำหรับการสลาย ${\beta }^{-}$ ของนิวตรอนไปเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน และ อิเล็กตรอน แอนทินิวตริโนร่วมกับตัวกลาง $W^{-}$โบซอน

การสลาย ${\beta }^{+}$

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

$energy+p\to n+e^{+}+v_e$

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

อ้างอิง

• แม่แบบ:Cite journal
• แม่แบบ:Cite journal
• แม่แบบ:Cite book