Betasönderfall

Betasönderfall är en radioaktiv sönderfallsprocess där en instabil kärna omvandlas till en mer stabil kärna genom emission av en beta-partikel. De två huvudsakliga typerna är beta-minus-sönderfall och beta-plus-sönderfall. Vid beta-minus-sönderfall omvandlas en neutron i kärnan till en proton, samtidigt som en elektron och en antineutrino avges. Vid beta-plus-sönderfall omvandlas en proton till neutron, och en positron samt en neutrino avges. Massantalet bevaras och atomnumret ändras med ett, så att kärnans protonantal ökar respektive minskar med ett.

En tredje process relaterad till betasönderfall är elektroninfångning, där kärnan fångar en elektron från en orbital och avger en neutrino. Elektroninfångning förekommer ofta i protonrika kärnor och kan konkurrera med beta-plus-sönderfall. Tillsammans täcker dessa mekanismer de flesta betasönderfall hos isotoper som inte ligger i kärnans stabila centrum.

Energi och spektrum: Den emitterade beta-partikeln har ett kontinuerligt energispektrum som sträcker sig upp till ett Q-värde, eftersom energin fördelas mellan beta-partikeln och neutrino/antineutrino. Neutrinoernas energitransport gör att själva energin inte alltid kan uppmätas direkt i alla detekteringssammanhang.

Förekomst och betydelse: Betasönderfall är vanligt bland neutronrika eller protonrika isotoper. Det används praktiskt inom radiometric dating (tänk kol-14), i medicinska isotoper för diagnostik och behandling, samt i grundforskning inom kärnfysik och neutrino-forskning. Betasönderfall står därmed i centrum för både tillämpad teknologi och fundamental vetenskap.