Betasönderfall
Från Rilpedia
Betasönderfall eller β-sönderfall är (tillsammans med alfasönderfall) en av två huvudtyper av sönderfall hos atomkärnor. Betasönderfall sker genom svag växelverkan. Vid betasönderfall förblir antalet nukleoner (protoner och neutroner) konstant, medan däremot fördelningen mellan protonerna och neutronerna ändras. Med andra ord är masstalet (A) konstant medan atomnumret (Z) ändras. Betasönderfall kan delas in i tre undertyper:
- Beta minus-sönderfall (eller β−-sönderfall): En neutron sönderfaller i en proton som stannar kvar i kärnan, en elektron som har såpass hög energi att atomen inte orkar hålla kvar den och i en neutrino (i detta fall en antineutrino).
- Beta plus-sönderfall (eller β+-sönderfall): En proton faller sönder i en neutron, en positron (en "anti-elektron") och en neutrino.
- Elektroninfångning: En proton "fångar" in en elektron, och bildar en neutron, samtidigt som den sänder ut en neutrino. Detta sker främst om energin som skulle frigöras av ett beta plus-sönderfall inte är tilllräcklig för att skapa en elektron.
De elektroner som sänds ut vid β−- och β+-sönderfall kallas betapartiklar och utgör betastrålning.
Innehåll |
β−-sönderfall
En neutron i atomkärnan sönderfaller i en proton, en elektron, och en antineutrino,
Eftersom det bildas en proton i sönderfallet är atomnumret hos dotterkärnan ett högre än atomnummret hos den ursprungliga kärnan.
Betasönderfall sker genom svag växelverkan. På elementarpartikelnivå är β− sönderfall en omvandling av en nerkvark till en uppkvark genom utsändande av en W−-boson som sönderfaller i en elektron och en elektronantineutrino.
Sidoeffekter
Vid sönderfallet kan dotterkärnan hamna i ett exciterat tillstånd för att sedan sända ut energiöverskottet som gammastrålning. Även de inre elektronskalen exciteras som kan ge upphov till röntgenstrålning, s.k. karakteristisk röntgen på väg tillbaka till grundtillståndet. Energiöverskottet kan även tas upp av en annan elektron som avges som en s.k. augerelektron, som har mycket lägre energier än betastrålning.
Farlighet
Betapartiklar med en energi på 2 MeV har en räckvidd på ungefär en centimeter i vävnad och 10 meter i luft. Betastrålning kan enkelt skärmas med plåt eller glasrutor, men för gammastrålningen som bildas i samband med betasönderfall behövs det tyngre avskärmning.
T.ex i ett kärnkraftverk utsätts arbetarna för betastrålning i princip enbart under arbete inuti locket till reaktorn. Där har neutronerna från kärnklyvningarna aktiverat stålet till olika radioaktiva isotoper som sänder ut betastrålning. Denna går dock att skydda sig enkelt ifrån genom att använda skyddsglasögon och en extra overall eller heltäckande gasmask eftersom det ibland även finns luftkontamination. Gammastrålningen finns det generellt ingen personlig skyddsutrustning för på kärnkraftverk utan den minimeras genom fasta installationer.
