Vad är Beta Decay?
Beta-sönderfall är en form av radioaktivt förfall där kärnan i en atom genomgår en förändring som får den att avge en beta-partikel. De andra typerna av radioaktivt sönderfall är alfa-förfall och gamma-sönderfall. Förutom att vara ett ämne av allmänt vetenskapligt intresse, har beta-sönderfall ett antal praktiska tillämpningar, särskilt inom medicinområdet, där betapartiklar ibland används för att krympa eller döda tumörer. Beta förfall kan också användas i medicinska avbildningstudier som spårämne.
Atomer genomgår beta-förfall när de är instabila eftersom de har för många neutroner eller för många protoner. För att stabilisera sig omvandlas överskottet neutroner eller protoner, vilket bevarar massan och gör kärnan mer stabil. I processen förändras atomen också till ett annat element, för medan det totala antalet partiklar i kärnan förblir detsamma, förändras balansen mellan protoner och neutroner.
I beta minus förfall blir ett överskott av neutron en proton, och kärnan avger en elektron och en antineutrino. Elektronen är beta-partikeln, medan antineutrino är en partikel med några ovanliga egenskaper. Förekomsten av neutrinoer och antineutrinoer poserades redan på 1930-talet, men det var inte förrän på 1950-talet som forskare kunde bevisa att det finns sådana partiklar. Tre smaker av neutrino har identifierats, tillsammans med motsvarande antineutrino. (Och ja, "smak" är en teknisk term i den stora världen av partikelfysik.)
När en kärna genomgår beta plus sönderfall omvandlas en proton till en neutron, där kärnan avger ett positron och en neutrino. Betapartiklar kan vara elektroner eller positroner, såsom illustreras, beroende på om en kärna går igenom beta minus eller beta plus sönderfall. Innan forskare insåg att betapartiklar bara var elektroner eller positroner, hänvisade de till dessa partiklar som ”beta-strålar”, varför vissa föråldrade texter innehåller referenser till beta-strålar.
En beta-partikel har mer penetrerande kraft än en alfapartikel, men mindre än en gammapartikel. Betapartiklar kan stoppas med ett tjockt metallark, en stor fickluft eller flera pappersark. Detta gör dem relativt säkra att arbeta runt, så länge säkerhetsåtgärder iakttas när människor är runt element som genomgår beta-förfall.
Liksom alfapartiklar kan betapartiklar dock förkorta om de kommer in i kroppen. Ibland används detta drag med fördel, som när radioaktiva element införs i kroppen för att behandla en cancer. I fall där betapartiklar inte införs genom design kan de emellertid skada kroppens celler eller till och med orsaka reproduktionshälsoproblem genom att störa ägg- och spermiercellerna.