Co je Beta Decay?

Beta rozpad je forma radioaktivního rozpadu, ve kterém jádro atomu podléhá změně, která způsobí, že bude emitovat beta částici. Dalšími typy radioaktivního rozpadu jsou alfa rozpad a gama rozpad. Kromě toho, že se jedná o téma obecného vědeckého zájmu, má beta rozpad řadu praktických aplikací, zejména v oblasti medicíny, kde se částice beta někdy používají ke zmenšení nebo usmrcení nádorů. Beta rozpad může být také použit v lékařských zobrazovacích studiích jako indikátor.

Atomy podléhají beta-rozpadu, když jsou nestabilní, protože mají příliš mnoho neutronů nebo příliš mnoho protonů. Ke stabilizaci se přemění přebytek neutronů nebo protonů, čímž se zachová hmota a stabilnější jádro. V tomto procesu se atom také mění v další prvek, protože zatímco celkový počet částic v jádru zůstává stejný, rovnováha protonů a neutronů se mění.

Při beta mínus rozpadu se přebytek neutronu stává protonem a jádro emituje elektron a antineutrino. Elektron je beta částice, zatímco antineutrino je částice s některými neobvyklými vlastnostmi. Existence neutrin a antineutrin byla navržena již ve 30. letech, ale teprve v 50. letech 20. století byli vědci schopni prokázat existenci takových částic. Byly identifikovány tři příchutě neutrinů a odpovídající antineutriny. (A ano, „příchuť“ je technický termín v širokém světě částicové fyziky.)

Když jádro podstoupí beta plus rozpad, proton je přeměněn na neutron, přičemž jádro emituje pozitron a neutrino. Částice beta mohou být elektrony nebo pozitrony, jak je znázorněno, v závislosti na tom, zda jádro prochází beta mínus nebo beta plus rozpad. Než si vědci uvědomili, že beta částice jsou pouze elektrony nebo pozitrony, označovaly tyto částice jako „beta paprsky“, proto některé zastaralé texty obsahují odkazy na beta paprsky.

Částice beta má větší penetrační schopnost než částice alfa, ale menší než částice gama. Beta částice mohou být zastaveny tlustou vrstvou kovu, velkou kapsou vzduchu nebo několika listy papíru. Díky tomu jsou relativně bezpečně obcházet, pokud jsou dodržována bezpečnostní opatření, když jsou lidé kolem prvků, které podléhají beta rozpadu.

Podobně jako částice alfa však i částice beta mohou způsobit zmatek, pokud se dostanou dovnitř těla. Někdy je tato vlastnost využívána s výhodou, jako když jsou do těla zavedeny radioaktivní prvky k léčbě rakoviny. V případech, kdy částice beta nejsou zavedeny záměrně, mohou však poškodit buňky těla nebo dokonce způsobit reprodukční zdravotní problémy narušením vaječných a spermatických buněk.