Бета-распад
_Beta-decay

    Бета-распад состоит в том, что ядро (А, Z) самопроизвольно испускает лептоны 1-го поколения – электрон (или позитрон) и электронное анти­нейтрино (или нейтрино), переходя при этом в ядро с тем же массовым числом А, но с атомным номером Z, на единицу бoльшим или меньшим. Существует три типа β-распада - β^--распад, β⁺-распад и е-захват.

β^--распад: (A,Z) → (A,Z+1) + е^- + _е,
β⁺-распад: (A,Z) → (A,Z-1) + е⁺ + ν_е,
е-захват: (A,Z) + е^- → (A,Z-1) + ν_е.

    Главной особенностью β-распада является то, что он обусловлен слабым взаимодействием. Бета-распад - процесс внутринуклонный. В ядре распадается одиночный нуклон. Происходящие при этом внутри ядра превращения нуклонов и энергетические условия соответствующего типа β-распада выглядят так (массу _е, ν_е можно считать нулевой):

β^--распад (n → р + е^- + _е),    M(A,Z) > M(A,Z+1) + m_е,
β⁺-распад (р → n + е⁺ + ν_е),    M(A,Z) > M(A,Z-1) + m_е,
е-захват (р + е^- → n + ν_е),    M(A,Z) + m_е > (A,Z-1).

При e-захвате ядро поглощает один из электронов атомной оболочки (обычно из ближайшей к нему K-оболочки), испуская нейтрино.
    Родственными β-распаду являются процессы взаимодействия нейтрино и антинейтрино с ядрами:

ν_е +  (A,Z) → (A,Z+1) + e^-,     _е +  (A,Z) → (A,Z-1) + e⁺.

    Если α-распад наблюдается только в случае самых тяжелых и некоторых редкоземельных ядер, то β-радиоактивные ядра гораздо более многочисленны и имеются во всей области значений массового числа A, начиная от единицы (свободный нейтрон) и кончая массовыми числами самых тяжелых ядер.
    За счет того, что интенсивность слабых взаимодействий, ответственных за β-распад, на много порядков меньше ядерных, периоды полураспада β-радиоактивных ядер в среднем имеют порядок минут и часов. β-радиоактивный процесс - сложное явление, связанное как с физикой слабых взаимодействий, так и со структурой ядра. Для того чтобы выполнялись законы сохранения энергии и углового момента при распаде нуклона внутри ядра, последнее должно перестраиваться. Поэтому период полураспада, а также другие характеристики бета-распада зависят от того, насколько сложна эта перестройка. В результате периоды β-распада варьируются почти в столь же широких пределах, как и периоды β-распада. Они лежат в интервале T_1/2(β) = 10^-6 с – 10¹⁷ лет. На малую интенсивность слабых взаимодействий указывает большое время жизни нейтрона (≈15 мин).
    Существует иерархия β-распадов по их вероятности. Бета-распады, идущие с наибольшей вероятностью, называются разрешёнными. Менее вероятные переходы (с большими периодами) называются запрещёнными и делятся на запрещённые переходы 1-го порядка, 2-го порядка и т.д. Порядок запрещённости β-перехода определяется орбитальным моментом l, уносимым лептонной парой. При прочих равных условиях вероятность вылета пары лептонов с орбитальным моментом 1 и
l = 0 определяется соотношением

ω_l/ω₀ ≈ (R/)^2l ,

R – радиус ядра, – длина волны вылетающих лептонов. При Q_β ≈ 1 МэВ и R = 5 Фм, R/ = Rp/ћ = RQ_β/ћc ≈ 0.02.
    Переходы, для которых суммарный спин лептонной пары _e + _ν = 0  (спины лептонов антипараллельны), называются переходами Ферми. Переходы, для которых суммарный спин лептонной пары _e + _ν = 1, называются переходами Гамова-Теллера.

 См. также

• Бета-распад
• Бета-распад
• Двойной бета-распад
• Поиск массы нейтрино в экспериментах бета-распада трития
• Бета-распад многозарядных ионов
• Радиоактивность