B - розпад. Нейтрино

Бета-розпадом називають процес спонтанного перетворення нестабільного ядра в ізобарне із зарядом, відмінним на ∆Z = ±1, за рахунок випромінювання електрона (позитрона) або захоплення електрона з найближчої до ядра електронної оболонки. Терміном бета-розпад позначають три типи ядерних перетворень: електронний (b _-), позитронний (b ₊) розпади, а також електронне захоплення (е - чи К - захоплення).

Напівперіоди бета-розпадів змінюються для різних джерел b _± – радіоактивного випромінювання від 10^-2 с до 10¹⁸ років.

Вирішальним експериментальним фактом для розуміння механізму b - розпаду і створення його теорії стало вивчення енергетичного спектра електронів, що випускаються. Цей спектр виявився безперервним, що простягається до Е = Е _max (рис. 18.2), характерним для даного джерела b - випромінювання. При розпаді вільних нейтронів Е _max = 0,782 МеВ. Для узгодження безперервності спектра енергії електронів з дискретністю енергетичних рівнів ядер необхідно визнати, що разом з електроном з ядра випускається ще одна частинка – електронне антинейтрино. Повна енергія, що втрачається ядром при b _--розпаді, дорівнює Е _max, але вона по-різному розподіляється між електроном і електронним антинейтрино. Зокрема, гранична точка на рис. 18.2 означає, що вся енергія надається електрону.

У ядрі електронів немає, тому перетворення відбуваються за схемою

(b_--розпад) (18.13)

(b₊- розпад) (18.14)

У випадку е -захвату перетворення протона в нейтрон відбувається за схемою

(18.15)

і полягає в тому, що зникає один із електронів у найближчому до ядра К -шарі атома. Особливістю цього типу бета-розпаду є виліт з ядра тільки однієї частинки – електронного нейтрино, що супроводжується характеристичним рентгенівським випромінюванням, що належить К -лінії відповідного елемента.

Нейтрино – єдина частинка, що не бере участі ні в сильних, ні в електромагнітних взаємодіях, тому що її немає в складі ядра і немає заряду в неї; єдиний вид взаємодії, у якому може брати участь нейтрино – слабка взаємодія: відмінне від інших короткодійних взаємодій. Тому пробіг нейтрино з енергією 1 МеВ у свинці складає ~10¹⁸ м!

При всіх ядерних процесах, що безперервно відбуваються в незліченних зірках, ці частинки виникають у величезній кількості. Переріз їхньої взаємодії занадто малий, тому вони майже не вступають у реакції з іншими формами матерії, заповнюючи у все більшій кількості Всесвіт. Кількість нейтрино, що у середньому знаходяться в 1 м³ простору в ~10⁷ разів перевершує кількість електронів. Установлено, що верхня границя для маси електронного нейтрино <35 еВ, тобто в 15000 разів менше маси електрона. Точніше виміряти масу нейтрино поки не вдалося, тому питання про величину схованої маси у Всесвіті залишається відкритим.

Дата добавления: 2014-01-07