Beta zarra

Beta-zarracha, beta-nur yoki beta-nurlanish (belgilanishi β) beta-parchalanish jarayonida atom yadrosining radioaktiv parchalanishi natijasida chiqariladigan yuqori energiyali, yuqori tezlikdagi elektron yoki pozitrondir. Beta-yemirilishning ikkita shakli mavjud boʻlib, ular mos ravishda elektron va pozitron hosil qiluvchi β− yemirilish va β+ yemirilishdir.

Energiyasi 0,5 MeV boʻlgan beta zarralar havoda bir metrga yaqin masofaga bora oladi va bu  masofa zarracha energiyasiga bogʻliq.

Beta zarralar ionlashtiruvchi nurlanishning bir turi boʻlib, radiatsiyadan himoya qilish maqsadida gamma nurlaridan koʻra koʻproq ionlashtiruvchi, lekin alfa zarrachalariga qaraganda kamroq ionlashtiruvchi hisoblanadi. Ionlashtiruvchi taʼsir qanchalik yuqori boʻlsa, tirik toʻqimalarga shunchalik katta zarar yetkaziladi, ammo nurlanishning kirib borish masofasi ham shunchalik qisqa boʻladi.

Beta parchalanish turlari

β− yemirilish (elektron emissiya) 

Neytronlari koʻp boʻlgan nostabil yadro β− yemirilishi mumkin, bunda neytron protonga, elektronga va elektron antineytrinosiga (neytrinoning antizarrasi) parchalanadi:

             

Bu jarayon kuchsiz oʻzaro taʼsir orqali amalga oshiriladi. Neytron virtual W -  bozonni chiqarish orqali protonga aylanadi. Kvark darajasida W - emissiya d kvarkni u kvarkga aylantiradi, neytronni (bir u kvark va ikkita d kvark) protonga (ikkita u kvark va bitta d kvark) aylantiradi. Keyinchalik virtual W - bozon elektronga va antineytrinoga aylanadi.

β− parchalanish koʻpincha yadro reaktorlarida hosil boʻlgan neytronga boy boʻlinish mahsulotlari orasida sodir boʻladi. Bu jarayon orqali erkin neytronlar ham parchalanadi. Ushbu ikkala jarayon ham boʻlinish reaktorining yonilgʻi tayoqlari tomonidan ishlab chiqarilgan koʻp miqdordagi beta nurlari va elektron antineytrinolarning paydo boʻlishiga yordam beradi.

β+yemirilish (pozitron emissiyasi) 
Ortiqcha protonga ega boʻlgan nostabil atom yadrolari β+ yemirilishi mumkin, bu pozitron parchalanishi deb ham ataladi, bu yerda proton neytron, pozitron va elektron neytrinosiga parchalanadi:

 

Beta-plus yemirilishi faqat yadrolar ichida sodir boʻlishi mumkin, agar qiz yadroning bogʻlanish energiyasining mutloq qiymati ona yadronikidan katta boʻlsa, yaʼni qiz yadro kamroq energiyali holat boʻlsa.

K qamrash yoki elektron qamrash 
Proton yadroning elektron qobig’idan elektron kamrashi natijasida proton neytronga aylanadi. Ko’pincha, yadroga eng yaqin K qobiqdan elektron K qamraladi, K qamrash deb shuni aytiladi. K qamrashda K qobiqdagi bo’shagan joyga yuqoriroq qobiqlardan elektronlar o’tadi, bunda foton ajraladi. Umuman olganda Beta-yemirilish jarayoni qator murakkab masalalarni o’z ichiga oladi. Bulardan biri yadrodan ajralib chiqayotgan elektron energiyasi masalasidir.

Beta parchalanish sxemalari 

Yemirilish sxemasi diagrammasi seziy-137 ning beta-parchalanishini koʻrsatadi. 137Cs da 661 keVli xarakterli gamma choʻqqisi qayd etilgan, lekin bu aslida qiz radionuklid 137m Ba tomonidan chiqariladi. Diagrammada chiqarilgan nurlanishning turi va energiyasi, uning nisbiy sodir boʻlish ehtimolligi va parchalanishdan keyingi qiz nuklidlari koʻrsatilgan.

Fosfor-32 tibbiyotda keng qoʻllaniladigan beta-emitter boʻlib, qisqa yarimparchalanish davri 14,29 kun va ushbu yadro tenglamasida koʻrsatilganidek, beta-parchalanish orqali oltingugurt-32 ga parchalanadi:

Parchalanish jarayonida 1.709 MeV energiya ajralib chiqadi. Elektronning kinetik energiyasi oʻrtacha 0,5 MeV ga oʻzgaradi va qolgan energiyaning deyarli hamma qismi elektron antineytrinoga boʻlnadi. Boshqa beta nurlanish chiqaradigan nuklidlar bilan solishtirganda, elektron oʻrtacha energiyaga ega. U taxminan bir tomonidan bloklangan 1mm havo yoki 5 mm akril shisha.

Boshqa moddalar bilan oʻzaro taʼsirlashish 

Radioaktiv moddalar tomonidan chiqariladigan uchta keng tarqalgan nurlanish turlaridan, alfa, beta va gamma, beta oʻrta ionlashtiruvchi va oʻrta kiruvchanlik quvvatiga ega. Turli xil radioaktiv moddalar tomonidan chiqarilgan beta zarralari energiyalari  jihatidan farq qilsa-da, beta zarralarining koʻpchiligini bir necha millimetr qalinlikdagi alyuminiy bilan toʻxtatish mumkin. Biroq, bu beta radioaktiv izotoplar bunday nozik qalqonlar bilan toʻliq himoyalanishi mumkin degani emas. Chunki beta zarralar moddada tormozlanganda, beta zarralarga qaraganda koʻproq kiruvchan ikkilamchi gamma nurlarini chiqaradi. Yengil massali atomlardan boʻlgan materiallardan iborat ekranlash kamroq energiyaga ega boʻlgan gamma nurlanishlarni hosil qiladi, bu esa qoʻrgʻoshin kabi yuqori Z ga ega boʻlgan materiallarga qaraganda bunday qalqonlarni massa birligiga nisbatan samaraliroq qiladi.

Zaryadlangan zarrachalardan tashkil topgan beta nurlanish gamma nurlanishiga qaraganda kuchliroq ionlashtiruvchi xususiyatga ega. Moddadan oʻtayotganda, beta zarracha elektromagnit oʻzaro taʼsirlar bilan sekinlashadi va bremsstrahlung rentgen nurlarini berishi mumkin.

Odatda suvda koʻplab yadroviy boʻlinish mahsulotlarining beta nurlanishida beta zarrachalar tezligi ushbu materialdagi yorugʻlik tezligidan oshib ketadi (bu vakuumdagi yorugʻlikning 75% ni tashkil qiladi) va shuning uchun u suvdan oʻtganda koʻk Cherenkov nurlanishini hosil qiladi. Shunday qilib, hovuz reaktorlarining yonilgʻi sterjenlaridan kuchli beta nurlanishini reaktorni qoplaydigan va himoya qiluvchi shaffof suv orqali koʻrish mumkin (oʻngdagi rasmga qarang).

Yana qarang 

 Umumiy beta emitterlari
 Elektron nurlanish
 Zarrachalar fizikasi
 n (neytron) nurlar
 δ (delta) nurlari

Foydalanilgan adabiyotlar

Qoʻshimcha oʻqish uchun 

 Radioaktivlik va alfa, beta, gamma va X ­ nurlar
 Virjiniya Universitetidagi nurlar va zarralar mavzusidagi maʼruza
 Aydaho shtati universitetida radiatsiya tarixi 
 Lourens Berkli milliy laboratoriyasida asosiy yadroviy fan ma'lumotlari

Izoh 
Ushbu ma'lumot O'zbekiston Milliy Universiteti Fizika fakulteti talabasi Xursandov Javohir tomonidan tayyorlandi.

Radioaktivlik
Ionlashtiruvchi nurlar
Pages with unreviewed translations