Hva er Beta Decay?

Beta-forfall er en form for radioaktivt forfall der kjernen i et atom gjennomgår en forandring som får den til å avgi en beta-partikkel. De andre typene radioaktivt forfall er alfa-forfall og gamma-forfall. I tillegg til å være et tema av generell vitenskapelig interesse, har beta-forfall en rekke praktiske anvendelser, spesielt innen medisin, hvor betapartikler noen ganger brukes til å krympe eller drepe svulster. Beta-forfall kan også brukes i medisinsk bildediagnostiske studier som en sporstoff.

Atomer gjennomgår beta-forfall når de er ustabile fordi de har for mange nøytroner eller for mange protoner. For å stabilisere seg konverteres overskytende nøytroner eller protoner, noe som bevarer masse og gjør kjernen mer stabil. I prosessen endres atomet også til et annet element, fordi mens det totale antallet partikler i kjernen forblir det samme, endres balansen mellom protoner og nøytroner.

I beta minus forfall blir et overskytende nøytron et proton, og kjernen avgir et elektron og en antineutrino. Elektronet er beta-partikkelen, mens antineutrino er en partikkel med noen uvanlige egenskaper. Eksistensen av nøytrinoer og antineutrinoer ble anbragt så tidlig som på 1930-tallet, men det var først på 1950-tallet at forskere var i stand til å bevise eksistensen av slike partikler. Tre smaker av nøytrino er identifisert sammen med tilsvarende antineutrino. (Og ja, "smak" er et teknisk begrep i den store verden av partikkelfysikk.)

Når en kjerne gjennomgår beta pluss forfall, omdannes et proton til et nøytron, med kjernen som avgir et positron og et nøytrino. Betapartikler kan være elektroner eller positroner, som illustrert, avhengig av om en kjerne går gjennom beta minus eller beta pluss forfall. Før forskere innså at betapartikler bare var elektroner eller positroner, omtalte de disse partiklene som "beta-stråler", og det er grunnen til at noen antikviterte tekster inneholder referanser til beta-stråler.

En beta-partikkel har mer gjennomtrengende kraft enn en alfa-partikkel, men mindre enn en gamma-partikkel. Betapartikler kan stoppes med et tykt metallark, en stor lomme luft eller flere papirark. Dette gjør dem relativt trygge å jobbe rundt, så lenge sikkerhetsregler overholdes når folk er rundt elementer som gjennomgår beta-forfall.

Som alfapartikler kan betapartikler imidlertid ødelegge hvis de kommer inn i kroppen. Noen ganger brukes denne egenskapen til fordel, som når radioaktive elementer blir introdusert til kroppen for å behandle en kreft. I tilfeller der betapartikler ikke blir introdusert ved design, kan de imidlertid skade cellene i kroppen eller til og med forårsake reproduktive helseproblemer ved å forstyrre egg- og sædcellene.