Záření beta

Spojité energetické spektrum záření beta

Záření, neboli přeměna β je korpuskulární (částicové) záření, jeho částicemi je proud elektronů β⁻, pozitronů (antielektronů) β⁺ nebo tzv. elektronový záchyt.

Částice β⁺

vznikají při reakci zvané pozitronová přeměna, které si můžeme představit jako přeměnu jednoho nadbytečného protonu na neutron, pozitron a neutrino. Pozitron a elektronové neutrino jsou emitovány velkou rychlostí z jádra ven, zatímco neutron zůstává v jádře.

$_{1}^{1}p\rightarrow _{0}^{1}n+_{1}^{0}e+\nu _{e}$

Protonové číslo vzniklého prvku bude o 1 menší, tedy vzniklý prvek bude odpovídat v periodické tabulce prvku o jedno místo vlevo.

Pozitronovou přeměnu lze popsat rovnicí:

$_{Z}^{A}X\rightarrow _{Z-1}^{A}X'+\beta ^{+}+\nu _{e}$

Pozitronová přeměna se vyskytuje prakticky jen u umělých nuklidů. Vzniklý pozitron velmi rychle anihiluje s elektronem a vznikají dva fotony γ o energii 0,51 MeV.

Částice β⁻ (elektrony) mohou vznikat β⁻ přeměnou, kterou si můžeme zjednodušeně představit jako přeměnu neutronu na elektron, proton a antineutrino:

$_{0}^{1}n\rightarrow _{1}^{1}p+_{-1}^{0}e+{\bar {\nu }}_{e}$

Protonové číslo vzniklého prvku je o jedno vyšší (vzniklý prvek bude v periodické tabulce o jedno místo napravo).

Přeměnu částice β⁻ lze popsat rovnicí:

$_{Z}^{A}X\rightarrow _{Z+1}^{A}X'+\beta ^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$

Vzniklé elektrony mají spojité energetické spektrum. Maximální hodnota kinetické energie elektronu, s níž může být emitován, je pro každý nuklid charakteristická. Záření β má poměrně malou pronikavost, lze odstínit hliníkovým plechem. V elektrickém i magnetickém poli se záření β vychyluje.

Elektronový záchyt je třetím druhem záření β a můžeme si ho představit jako přeměnu, kdy se nejdříve sloučí proton z jádra s elektronem z atomového obalu a vytvoří neutron a neutrino. Neutron zůstane v jádře atomu a poté, co dojde k záchytu elektronu atomovým jádrem, dojde k okamžitému obsazení uvolněného místa v elektronové slupce elektronem z vyšších vrstev elektronového obalu. Při tomto přesunu elektronu z vyšší vrstvy je vyzářeno charakteristické záření X nebo Augerova elektronu.

Interakce záření β

Při průchodu absorbátorem připadají největší ztráty energie elektronů na ionizaci a excitaci. Dolet částic je větší než u záření α a uplatňuje se pružný rozptyl částic. Další interakcí elektronů je tzv. brzdné záření. Jedná se o elektromagnetické vlnění, které vzniká zabrzděním pohybujícího se elektronu v blízkosti jádra působením coulombické interakce. Brzdným zářením se uvolní energetické kvantum ve směru jeho původní dráhy. Platí také, že intenzita brzdného záření je přímo úměrná atomovému číslu absorbátoru a energii elektronů.

Zdroje

KUPKA, Karel a Jozef KUBINYI. Nukleární medicína. 6. vydání. 2015. 0 s. ISBN 978-8087343-54-8.

Odkazy

Související články

• Absorpce, Lambertův zákon
• Záření gama
• Záření alfa
• Ionizující záření
• Nemoc z ozáření
• Elektron-pozitronové páry