Wat is bèta-verval?

Bèta-verval is een vorm van radioactief verval waarbij de kern van een atoom een ​​verandering ondergaat waardoor het een bèta-deeltje uitzendt. De andere soorten radioactief verval zijn alfa-verval en gamma-verval. Beta-verval is niet alleen een onderwerp van algemeen wetenschappelijk belang, maar heeft ook een aantal praktische toepassingen, met name op het gebied van geneeskunde, waar bèta-deeltjes soms worden gebruikt om tumoren te verkleinen of te doden. Beta-verval kan ook worden gebruikt in medische beeldvormingsstudies als tracer.

Atomen ondergaan bèta-verval wanneer ze instabiel zijn omdat ze te veel neutronen of te veel protonen hebben. Om zichzelf te stabiliseren, worden de overtollige neutronen of protonen omgezet, waardoor de massa wordt behouden en de kern stabieler wordt. In het proces verandert het atoom ook in een ander element, omdat terwijl het totale aantal deeltjes in de kern hetzelfde blijft, de balans van protonen en neutronen verandert.

In beta minus verval wordt een overmaat neutron een proton, en de kern zendt een elektron en een antineutrino uit. Het elektron is het bèta-deeltje, terwijl de antineutrino een deeltje is met enkele ongebruikelijke eigenschappen. Het bestaan ​​van neutrino's en antineutrino's werd al in de jaren dertig gesteld, maar pas in de jaren vijftig konden onderzoekers het bestaan ​​van dergelijke deeltjes aantonen. Drie aroma's van neutrino zijn geïdentificeerd, samen met overeenkomstige antineutrino's. (En ja, "smaak" is een technische term in de brede wereld van deeltjesfysica.)

Wanneer een kern bèta plus verval ondergaat, wordt een proton omgezet in een neutron, waarbij de kern een positron en een neutrino uitzendt. Bèta-deeltjes kunnen elektronen of positronen zijn, zoals weergegeven, afhankelijk van of een kern door bèta-minus of bèta-plus-verval gaat. Voordat onderzoekers zich realiseerden dat bèta-deeltjes alleen elektronen of positronen waren, noemden ze deze deeltjes 'bètastralen'. Daarom bevatten sommige verouderde teksten verwijzingen naar bètastralen.

Een bèta-deeltje heeft meer penetrerend vermogen dan een alfadeeltje, maar minder dan een gamma-deeltje. Bèta-deeltjes kunnen worden gestopt met een dik vel metaal, een grote zak lucht of meerdere vellen papier. Dit maakt ze relatief veilig om mee te werken, zolang veiligheidsmaatregelen worden genomen wanneer mensen in de buurt zijn van elementen die bèta-verval ondergaan.

Net als alfadeeltjes kunnen bèta-deeltjes echter schade aanrichten als ze in het lichaam terechtkomen. Soms wordt deze eigenschap met voordeel gebruikt, zoals wanneer radioactieve elementen in het lichaam worden geïntroduceerd om een ​​kanker te behandelen. In gevallen waarin bèta-deeltjes niet door het ontwerp worden geïntroduceerd, kunnen ze de cellen van het lichaam beschadigen of zelfs reproductieve gezondheidsproblemen veroorzaken door interfereren met de eicellen en zaadcellen.