الدرس: 10-4-2 انحلال بيتا.

ما هي الطرق التي تنحل بها بعض النوى تلقائياً بانحلال بيتا؟

• انبعاث جسيمة (دقيقة) بيتا السالبة (أو الإلكترون) ويرمز لها بالرمز: $\left({\beta }^{-}\right)$ او $\left({}_{-1}^{0}e\right)$ وهي ذات شحنة سالبة (e-) وتسمى هذه العملية انحلال بيتا السالبة.
• انبعاث جسيمة (دقيقة) بيتا الموجبة (او البوزترون) ويرمز لها: $\left({\beta }^{+}\right)$ او $\left({}_{+1}^{0}e\right)$ وهي ذات شحنة موجبة (e+) وتسمى هذه العملية انحلال بيتا الموجبة. والبوزترون عبارة عن جسيم يمتلك جميع صفات الإلكترون إلا أن إشارة شحنته هي موجبة، كما يطلق عليه أيضاً (مضاد الإلكترون).
• أسر (اقتناص) النواة لأحد الإلكترونات الذرية المدارية الداخلية، وتسمى هذه عملية الأسر الإلكتروني، ويرافق انحلال بيتا الموجبة انبعاث جسيم يسمى النيوترينو (شحنته وكتلته السكونية تساوي صفراً) ويرمز له بالرمز: $\left({}_0^0\mathrm{V}\right)$ أو $\left(\mathrm{V}\right)$ إذ أن العدد الذري والعدد الكتلي له يساويان صفراً، يرافق انحلال بيتا السالبة انبعاث جسيم يسمى مضاد النيوترينو ويرمز له بالرمز $\left(\begin{array}{l}0-\\ 0\end{array}\overline{V}\right)$ أو الرمز $\left(\overline{v}\right)$،) إذ أن العدد الذري والعدد الكتلي له يساويان صفراً أيضاً.

بما أن النواة أساساً لا تحتوي على الإلكترونات أو البوزترونات فكيف يمكن للنواة أن تبعث إلكتروناً أو بوزتروناً؟

عندما تبعث النواة الإلكترون فهو نتاج انحلال أحد نيوترونات النواة إلى بروتون وإلكترون ومضاد النيوترينو يعبر عن هذا الانحلال بالمعادلة النووية الآتية: ${}_0^1\mathrm{n}{\to }_1^1\mathrm{p}+{\beta }^{-}+{}_0^0\overline{\mathrm{v}},\left({\beta }^{-}{=}_{-1}^0\mathrm{e}\right)$

أما عندما تبعث النواة البوزترون فهو نتاج انحلال أحد بروتونات النواة إلى نيوترون وبوزترون ونيوترينو ويعبر عن هذا الانحلال بالمعادلة النووية الآتية:

${}_1^1\mathrm{p}{\to }_0^1\mathrm{n}+{\beta }^{+}{+}_0^0\mathrm{v},\left({\beta }^{+}{=}_{+1}^0\mathrm{e}\right)$

ويحدث هذا الانحلال بسبب أن نسبة عدد نيوترونات إلى عدد بروتونات النواة هي أصغر من النسبة اللازمة لاستقرارها، وفيما يلي نورد ثلاث أمثلة لمعادلات نووية لنوى تنحل تلقائياً بوساطة انحلال بيتا:

$\begin{array}{r}{}_{29}^{64}\mathrm{Cu}{\to }_{30}^{64}\mathrm{Zn}+{\beta }^{-}+\overline{\mathrm{v}}\\ \\ {}_7^{13}\mathrm{N}{\to }_6^{13}\mathrm{C}+{\beta }^{+}+\mathrm{v}\\ \\ {}_{20}^{41}\mathrm{Ca}{+}_{-1}^0\mathrm{e}{\to }_{19}^{41}\mathrm{K}+v\end{array}$