БЕТА-РАСПАД

(b-распад). самопроизвольные (спонтанные) превращения нейтрона n в протон р и протона в нейтрон внутри ат. ядра (а также превращение в протон свободного нейтрона), сопровождающиеся испусканием эл-на е- или позитрона е+ и электронных антинейтрино v^e или нейтрино ve. Известны два вида Б.-р.: 1) b--распад: n®p+e-+v^e, при к-ром образуется ядро с числом протонов Z на единицу больше, чем у исходного ядра, напр.:

146С®147N+е-+v^e.

Простейшим примером b- -распада явл. распад свободного нейтрона. 2) Позитронный Б.-р. (b+ -распад): p®n+e++ve, при к-ром образуется ядро с Z на единицу меньше, чем у исходного ядра, напр.:

116C®115B+e++ve.

К Б.-р. относят также процесс поглощения ядром ат. эл-на с испусканием ve (электронный захват). При электронном захвате, как и при позитронном Б.-р., один из протонов ядра превращается в нейтрон: р+е-®n+ve, и число протонов Z уменьшается на единицу, напр.:

47Be+e-®73Li+ve.

Родственными Б.-р. явл. процессы вз-ствия нейтрино и антинейтрино с ядрами:

ve+AZX®Z+1AX+e-, v^e+AZX®AZ-1X+e+

(А — массовое число ядер X).

Б.-р. обусловлен слабыми взаимодействиями. Периоды полураспада T1/2 b-АКТИВНЫХ ядер варьируются от 10-2 с до 10 18 лет.

Б.-р. наблюдается и у тяжёлых и у лёгких ядер. Устойчивость ядер зависит от соотношения чисел протонов Z и нейтронов N. С ростом Z увеличивается энергия кулоновского отталкивания протонов. Поэтому у средних и тяжёлых стабильных ядер значение (N-Z)>0 (см. ЯДРО АТОМНОЕ). Ядра, у к-рых N больше, чем требуется для их стабильности, радиоактивны и могут испытывать b- -распад; ядра, у к-рых N слишком мало, могут испытывать b+-распад или электронный захват. Полная энергия ?П, выделяющаяся при Б.-р., распределяется гл. обр. между двумя ч-цами, напр, между е- и v^e. Нек-рую очень малую её долю (=?2П/Мс2, где М — масса ядра) уносит остаточное ядро, испытывающее при Б.-р. «отдачу». Распределение вылетающих эл-нов по энергиям N (?) наз. b-спектром. Общие св-ва b-спектров — непрерывность и наличие макс. энергии ?макс— верхней границы b-спектра. Именно на основании этих св-в b-спектров швейц. физик В. Паули в 1930 предсказал существование нейтрино.

Форма b-спектра может зависеть от состояний исходного и образовавшегося ядер (спина, чётности и др.).

При малых энергиях вылетающей заряж. ч-цы (е- или е+ ) форма b-спектра искажается влиянием кулоновского вз-ствия между ядром и эл-яом или позитроном, Б.-р. часто происходит не только на осн. уровень, но и на возбуждённые уровни кон. ядра. Если распад идёт на неск. уровней, то b-спектр приобретает сложную форму.

Теория Б.-р. была создана в 1934 итал. физиком Э. Ферми по аналогии с электродинамикой, где испускание и поглощение фотонов рассматривается как результат вз-ствия заряда с создаваемым им самим эл.-магн. полем (фотоны возникают в момент испускания). Процесс Б.-р. рассматривается как результат вз-ствия нуклона с электронно-нейтринным полем: нуклон переходит в др. состояние, испуская е= или е+ и v^e или ve.