Ero sivun ”Beetahajoaminen” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [katsottu versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
pEi muokkausyhteenvetoa |
pEi muokkausyhteenvetoa |
||
Rivi 1:
{{Radioaktiiviset prosessit}}
[[Image:Beta-minus Decay.svg|thumb|left|Beetahajoaminen]]
'''Beetahajoaminen''' on [[ydinfysiikka|ydinfysiikassa]] [[radioaktiivisuus|radioaktiivinen]] hajoaminen, jossa vapautuu [[beetahiukkanen]] ([[elektroni]] tai [[positroni]]). Beetahajoaminen johtuu energian kannalta epäedullisesta neutronien ja protonien lkm:n suhteesta ytimessä. Beetahajoamisessa ydin siirtyy alempaan energiatilaan siten, että ytimen varaus muuttuu, mutta massaluku ei muutu. Tämä voi spontaanisti tapahtua kolmella tavalla
1. Ytimen neutroni muuttuu protoniksi ja samalla emittoituu elektroni ja [[antineutriino]], joita radioaktiivisen hajoamisen yhteydessä sanotaan β-hiukkasiksi. Vastamuodostunut protoni jää ytimeen, kun taas elektroni ja antineutriino sinkoutuvat ulos β<sup>–</sup> -säteilynä. Tällöin puhutaan β<sup>−</sup>-hajoamisesta. β<sup>−</sup>-hajoamisessa massaluku A ei muutu, mutta järjestysluku Z kasvaa yhdellä.
Vuonna [[1911]] [[Lise Meitner]] ja [[Otto Hahn]] tekivät kokeen, jossa beetahajoamisessa vapautuneiden elektronien energia[[spektri]] oli [[jatkuva]] eikä [[diskreetti]]. Tämä oli selkeästi ongelmallista [[energian säilymislaki|energian säilymislain]] kannalta. Vuonna [[1930]] [[Wolfgang Pauli]] ehdotti ongelman ratkaisuksi, että kenties olisi olemassa sähköisesti [[neutraali]] hiukkanen, jota siihenastiset kokeet eivät kyenneet havaitsemaan. Pauli nimitti tätä spekuloimaansa hiukkasta ”neutroniksi”, mutta hiukkasen nimeksi vakiintui pian [[Enrico Fermi]]n ehdottama sana ''[[neutriino]]''.▼
2. Kun ytimen protoni muuttuu [[Neutroni|neutroniksi]] ja samalla emittoituu [[positroni]] (β<sup>+</sup> -hiukkanen) ja [[neutriino]] , tätä sanotaan β<sup>+</sup>-hajoamiseksi ([[Positroniemissio|positroniemissioksi]]). β<sup>+</sup>-hajoamisen yhteydessä esiintyy myös sähkömagneettista [[annihilaatio]]<nowiki/>säteilyä.
Kun positroni ja elektroni yhtyvät, niiden lepomassa muuttuu kahdeksi annihilaatiosäteilyn kvantiksi, jotka sinkoutuvat vastakkaisiin suuntiin. Annihilaatiosäteily katsotaan yleensä gammasäteilyksi, vaikka se ei olekaan peräisin atomin ytimestä. β<sup>+</sup>-hajoamisessa massaluku A ei muutu, mutta järjestysluku Z pienenee yhdellä.
3. β+ -hajoamisen kanssa vaihtoehtoinen prosessi on elektronikaappaus ([[elektronin sieppaus]], EC), jossa ytimen protoniluku pienenee, kun ydin sieppaa atomin elektroniverhosta yhden elektronin. Kun kaapatun elektronin tilalle siirtyy ylemmän kuoren elektroni, atomin elektroniverhosta lähtee karakteristista [[Röntgensäteily|röntgensäteilyä]].<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.stuk.fi/documents/12547/494524/kirja1_1.pdf/0aa465c1-9c58-44b9-a30c-f160ef3b1171|nimeke=Säteily ja sen havaitseminen|tekijä=Tarja K. Ikäheimonen|julkaisu=Säteily- ja ydinturvallisuus -kirjasarja|ajankohta=|julkaisija=Säteilyturvakeskus|viitattu=11.2.2021}}</ref>.
▲Vuonna [[1911]] [[Lise Meitner]] ja [[Otto Hahn]] tekivät kokeen, jossa beetahajoamisessa vapautuneiden elektronien energia[[spektri]] oli [[jatkuva]] eikä [[diskreetti]]. Tämä oli selkeästi ongelmallista [[energian säilymislaki|ener]]<nowiki/>[[energian säilymislaki|gian säilymislain]] kannalta. Vuonna [[1930]] [[Wolfgang Pauli]] ehdotti ongelman ratkaisuksi, että kenties olisi olemassa sähköisesti [[neutraali]] hiukkanen, jota siihenastiset kokeet eivät kyenneet havaitsemaan. Pauli nimitti tätä spekuloimaansa hiukkasta ”neutroniksi”, mutta hiukkasen nimeksi vakiintui pian [[Enrico Fermi]]n ehdottama sana ''[[neutriino]]''.
Beeta-miinus-hajoamisessa ytimen [[neutroni]] muuttuu [[protoni]]ksi ja samalla vapautuu [[elektroni]] ja [[antineutriino]]. Beeta-plus-hajoamisessa ytimen [[protoni]] puolestaan muuttuu [[neutroni]]ksi ja samalla vapautuu [[positroni]] ja [[neutriino]]. Koska neutroni on protonia raskaampi, vapaa neutroni hajoaa protoniksi, mutta vapaa protoni ei voi hajota neutroniksi.
| |||