Beta zarra

Бета-заррача, бета-нур ёки бета-нурланиш (белгиланиши β) бета-парчаланиш жараёнида атом ядросининг радиоактив парчаланиши натижасида чиқариладиган юқори энергияли, юқори тезликдаги электрон ёки позитрондир. Бета-емирилишнинг иккита шакли мавжуд бўлиб, улар мос равишда электрон ва позитрон ҳосил қилувчи β⁻ емирилиш ва β⁺ емирилишдир.^[2]

Энергияси 0,5 МеВ бўлган бета зарралар ҳавода бир метрга яқин масофага бора олади ва бу масофа заррача энергиясига боғлиқ.

Бета зарралар ионлаштирувчи нурланишнинг бир тури бўлиб, радиациядан ҳимоя қилиш мақсадида гамма нурларидан кўра кўпроқ ионлаштирувчи, лекин алфа заррачаларига қараганда камроқ ионлаштирувчи ҳисобланади. Ионлаштирувчи таъсир қанчалик юқори бўлса, тирик тўқималарга шунчалик катта зарар етказилади, аммо нурланишнинг кириб бориш масофаси ҳам шунчалик қисқа бўлади.

Бета парчаланиш турлари

β⁻ емирилиш (электрон эмиссия)

Нейтронлари кўп бўлган ностабил ядро β⁻ емирилиши мумкин, бунда нейтрон протонга, электронга ва электрон антинейтриносига (нейтринонинг антизарраси) парчаланади:

{\дисплайстйле н \ригҳтарроw п + э^{-}+ \тилде{\ну}}

Бу жараён кучсиз ўзаро таъсир орқали амалга оширилади. Нейтрон виртуал W ^- бозонни чиқариш орқали протонга айланади. Кварк даражасида W ^- эмиссия д кваркни у кваркга айлантиради, нейтронни (бир у кварк ва иккита д кварк) протонга (иккита у кварк ва битта д кварк) айлантиради. Кейинчалик виртуал W ^- бозон электронга ва антинейтринога айланади.

β⁻ парчаланиш кўпинча ядро реакторларида ҳосил бўлган нейтронга бой бўлиниш маҳсулотлари орасида содир бўлади. Бу жараён орқали эркин нейтронлар ҳам парчаланади. Ушбу иккала жараён ҳам бўлиниш реакторининг ёнилғи таёқлари томонидан ишлаб чиқарилган кўп миқдордаги бета нурлари ва электрон антинейтриноларнинг пайдо бўлишига ёрдам беради.

β⁺емирилиш (позитрон эмиссияси)

Ортиқча протонга эга бўлган ностабил атом ядролари β⁺ емирилиши мумкин, бу позитрон парчаланиши деб ҳам аталади, бу ерда протон нейтрон, позитрон ва электрон нейтриносига парчаланади:

{\дисплайстйле п \ригҳтарроw н + э^{+}+\ну_э}

Бета-плус емирилиши фақат ядролар ичида содир бўлиши мумкин, агар қиз ядронинг боғланиш энергиясининг мутлоқ қиймати она ядроникидан катта бўлса, яъни қиз ядро камроқ энергияли ҳолат бўлса.

К қамраш ёки электрон қамраш

Протон ядронинг электрон қобиг’идан электрон камраши натижасида протон нейтронга айланади. Ко’пинча, ядрога энг яқин К қобиқдан электрон К қамралади, К қамраш деб шуни айтилади. К қамрашда К қобиқдаги бо’шаган жойга юқорироқ қобиқлардан электронлар о’тади, бунда фотон ажралади. Умуман олганда Бета-емирилиш жараёни қатор мураккаб масалаларни о’з ичига олади. Булардан бири ядродан ажралиб чиқаётган электрон энергияси масаласидир.

${\дисплайстйле п + э^{-}\лонгригҳтарроw н + \ну_э}$

Бета парчаланиш схемалари

Сезий-137 емирилиш схемаси, унинг дастлаб бета-парчаланишини ко'рсатади. ¹³⁷ Cс билан бог'лиқ 661 кеВ энергияли гамма пик аслида қиз радионуклид томонидан чиқарилади.

Емирилиш схемаси диаграммаси сезий-137 нинг бета-парчаланишини кўрсатади. ¹³⁷Cс да 661 кеВли характерли гамма чўққиси қайд этилган, лекин бу аслида қиз радионуклид ^137м Ба томонидан чиқарилади. Диаграммада чиқарилган нурланишнинг тури ва энергияси, унинг нисбий содир бўлиш эҳтимоллиги ва парчаланишдан кейинги қиз нуклидлари кўрсатилган.

Фосфор-32 тиббиётда кенг қўлланиладиган бета-эмиттер бўлиб, қисқа яримпарчаланиш даври 14,29 кун^[3] ва ушбу ядро тенгламасида кўрсатилганидек, бета-парчаланиш орқали олтингугурт-32 га парчаланади:

${\дисплайстйле ^{32}_{15}П \ригҳтарроw ^{32}_{16}С^{1+} + э^{-} + \тилде{\ну_э}}$

Парчаланиш жараёнида 1.709 МеВ энергия ажралиб чиқади.^[3] Электроннинг кинетик энергияси ўртача 0,5 МеВ га ўзгаради ва қолган энергиянинг деярли ҳамма қисми электрон антинейтринога бўлнади. Бошқа бета нурланиш чиқарадиган нуклидлар билан солиштирганда, электрон ўртача энергияга эга. У тахминан бир томонидан блокланган 1мм ҳаво ёки 5 мм акрил шиша.

Бошқа моддалар билан ўзаро таъсирлашиш

ТРИГА реактор ҳовузидан чиқадиган ко'к Черенков радиация нури юқори тезликдаги бета зарраларининг сувдаги ёруг'лик тезлигидан ( фаза тезлиги ) тезроқ ҳаракатланиши билан бог'лиқ (бу вакуумдаги ёруг'лик тезлигининг 75% ни ташкил қилади).

Радиоактив моддалар томонидан чиқариладиган учта кенг тарқалган нурланиш турларидан, алфа, бета ва гамма, бета ўрта ионлаштирувчи ва ўрта кирувчанлик қувватига эга. Турли хил радиоактив моддалар томонидан чиқарилган бета зарралари энергиялари жиҳатидан фарқ қилса-да, бета зарраларининг кўпчилигини бир неча миллиметр қалинликдаги алюминий билан тўхтатиш мумкин. Бироқ, бу бета радиоактив изотоплар бундай нозик қалқонлар билан тўлиқ ҳимояланиши мумкин дегани эмас. Чунки бета зарралар моддада тормозланганда, бета зарраларга қараганда кўпроқ кирувчан иккиламчи гамма нурларини чиқаради. Енгил массали атомлардан бўлган материаллардан иборат экранлаш камроқ энергияга эга бўлган гамма нурланишларни ҳосил қилади, бу эса қўрғошин каби юқори З га эга бўлган материалларга қараганда бундай қалқонларни масса бирлигига нисбатан самаралироқ қилади.

Зарядланган заррачалардан ташкил топган бета нурланиш гамма нурланишига қараганда кучлироқ ионлаштирувчи хусусиятга эга. Моддадан ўтаётганда, бета заррача электромагнит ўзаро таъсирлар билан секинлашади ва бремсстраҳлунг рентген нурларини бериши мумкин.

Одатда сувда кўплаб ядровий бўлиниш маҳсулотларининг бета нурланишида бета заррачалар тезлиги ушбу материалдаги ёруғлик тезлигидан ошиб кетади (бу вакуумдаги ёруғликнинг 75% ни ташкил қилади)^[4] ва шунинг учун у сувдан ўтганда кўк Черенков нурланишини ҳосил қилади. Шундай қилиб, ҳовуз реакторларининг ёнилғи стерженларидан кучли бета нурланишини реакторни қоплайдиган ва ҳимоя қилувчи шаффоф сув орқали кўриш мумкин (ўнгдаги расмга қаранг).

Яна қаранг

Умумий бета эмиттерлари
Электрон нурланиш
Заррачалар физикаси
н (нейтрон) нурлар
δ (делта) нурлари

Фойдаланилган адабиётлар

↑ „Радиатион Басиcс“. Унитед Статес Нуcлеар Регулаторй Cом (2017-йил 2-октябр).
↑ Лаwренcе Беркелей Натионал Лабораторй. „Бета Деcай“. Нуcлеар Wалл Чарт. Унитед Статес Департмент оф Энергй (9-август 2000-йил). 2016-йил 3-мартда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 17-январ 2016-йил.
↑ ^3,0 ^3,1 „Пҳоспҳорус-32“. нуcлеиде.орг. Лабратоире Натионале Ҳенри Беқуэрел. 2022-йил 9-октябрда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 28-июн 2022-йил.
↑ Тҳе маcросcопиc спеэд оф лигҳт ин wатер ис 75% оф тҳе спеэд оф лигҳт ин ваcуум (cаллед c). Тҳе бета партиcле ис мовинг фастер тҳан 0.75 c, бут нот фастер тҳан c.

Қўшимча ўқиш учун

Радиоактивлик ва алфа, бета, гамма ва Х нурлар (Wайбаcк Мачине сайтида 2022-06-18 санасида архивланган)
Виржиния Университетидаги нурлар ва зарралар мавзусидаги маъруза
Айдаҳо штати университетида радиация тарихи (Wайбаcк Мачине сайтида 2017-05-06 санасида архивланган)
Лоуренс Беркли миллий лабораториясида асосий ядровий фан ма'лумотлари (Wайбаcк Мачине сайтида 2006-12-05 санасида архивланган)

Изоҳ

Ушбу ма'лумот О'збекистон Миллий Университети Физика факултети талабаси Хурсандов Жавоҳир томонидан тайёрланди.

[NRC_Radiation-1] „Радиатион Басиcс“. Унитед Статес Нуcлеар Регулаторй Cом (2017-йил 2-октябр).

[2] Лаwренcе Беркелей Натионал Лабораторй. „Бета Деcай“. Нуcлеар Wалл Чарт. Унитед Статес Департмент оф Энергй (9-август 2000-йил). 2016-йил 3-мартда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 17-январ 2016-йил.

[LNHB-3] 3,0 ^3,1 „Пҳоспҳорус-32“. нуcлеиде.орг. Лабратоире Натионале Ҳенри Беқуэрел. 2022-йил 9-октябрда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 28-июн 2022-йил.

[4] Тҳе маcросcопиc спеэд оф лигҳт ин wатер ис 75% оф тҳе спеэд оф лигҳт ин ваcуум (cаллед c). Тҳе бета партиcле ис мовинг фастер тҳан 0.75 c, бут нот фастер тҳан c.

[1]

[2]

[3]

[4]