Бета-частица


Бе́та-части́цы (англ. beta particles, нем. Betateilchen, β-частицы) — электроны и позитроны, которые вылетают из атомных ядер некоторых радиоактивных веществ при радиоактивном бета-распаде. Направление движения бета-частиц меняется магнитными и электрическими полями, что свидетельствует о наличии в них электрического заряда. Скорости электронов достигают 0,998 скорости света. Бета-частицы ионизируют газы, вызывают люминесценцию многих веществ, действующих на фотоплёнки. Поток бета-частиц называют бета-излучением.

Бета-частицы — заряженные частицы, а потому интенсивно взаимодействуют с веществом на всей длине своего пробега. Они оставляют за собой трек ионизированных атомов и молекул. При детектировании в камерах Вильсона и пузырьковых камерах в магнитном поле, трек закручивается, что позволяет идентифицировать бета-частицы по отношению заряда к их массе.

После открытия Анри Беккерелем в 1896 году радиоактивного излучения, началось его активное исследование. В 1899 году Эрнест Резерфорд опубликовал работу, в которой он показал, что существует несколько типов излучаемых частиц: тяжёлые, положительно заряженные частицы с малой проникающей способностью, получившие название альфа-излучения, и лёгкие, отрицательно заряженные частицы с в сто раз большим пробегом в веществе, которые он назвал бета-излучением. В 1900 году Беккерель, измерив отношение заряда бета-частиц к их массе, показал, что эти частицы являются электронами.

В 1930 году, разрабатывая теорию бета-распада, Энрико Ферми предположил, что бета-частицы не содержатся в ядре, но образуются при распаде нейтрона. Теория Ферми в дальнейшем стала основой для построения современных теорий слабого взаимодействия.

Непосредственно, бета-частицы образуются при распаде виртуального заряженного W--бозона на электрон и антинейтрино. Бозон, в свою очередь, образуется при распаде d-кварка, что находится в нейтроне, на u-кварк и W - бозон. В случае позитронного распада все эти реакции происходят с обратными знаками: u-кварк в протоне распадается с образованием d-кварка и W+-бозона, что распадается на позитрон и нейтрино.

При бета-распаде часто кроме бета-частиц образуются и гамма-кванты, поэтому более широкое практическое применение имеют чистые бета-излучатели. К ним относятся нуклиды[2]: