Negatív béta-bomlás a szabad neutron és a C-14 bomlásával demonstrálva Nagy Sándor honlapjára A Nukleáris Címszavak Glosszáriumába, melyhez ez a lap is tartozik

A szabad neutron maga is béta-bomló, a felezési ideje (T1/2) 10 perc körül van. A bomlás során a neutron protonná alakul át, miközben egy elektron és egy antineutrínó is keletkezik A következő GIF, melynek alapjául François Mauger animációja szolgált, ezt a folyamatot mutatja. Az animáció – amennyire lehet – igyekszik tükrözi az energia- és impulzusmegmaradást. Vegyük észre, hogy a bomlás előtt a neutron nyugalomban volt, míg a bomlás után mindhárom részecske mozog, miközben a megmaradási törvényeket tiszteletben tartva osztozkodik a Q bomlási energián. Valójában a neutrínó mozgása nem ábrázolható arányosan a többiével, mert pici tömege miatt gyakorlatilag fénysebességgel száguld, melyhez mérten a visszalökődő testes proton épp hogy csak cammog. (Az elektron több mint 200 000-szer nehezebb, mint a neutrínó; a neutron pedig majdnem 2000-szer olyan nehéz, mint az elektron.)

A Standard Modell szerint a negatív béta-bomlás során a neutronban lévő negatív d () kvarkok egyike (töltés: -1/3) pozitív u () kvarkká alakul át (töltés: +2/3). A nyilak csupán vizuális emlékeztetők, nem jelölnek semmiféle irányt. Arra utalnak, hogy a d kvarkot angolul down-nak (le) nevezik, míg az u kvarkot up-nak (fel) emlegetik. Az alábbi GIF animációt fedőkép rejti, ezért a kurzort a képre kell húzni, hogy előjöjjön:

A neutron béta-bomlása 

Az átalakulás a következő séma szerint zajlik: d u + W- u + e- + antineutrínó, ahol W- a gyenge (weak) kölcsönhatást közvetítő egyik bozon. A neutronnak azért “éri meg” protonná bomlani, mert közben a tömeg egy része a termékek kinetikus energiájává alakulhat át. Ezt fejezi ki a folyamat Q-értéke, mely spontán (önmaguktól végbemenő) folyamatok esetén, mint ez is, mindig pozitív (Q > 0):

Végül egy példa arra, amikor nem szabad neutron szenved negatív béta-bomlást, hanem egy olyan, amely része egy radionuklid magjának. Az adott esetben a radiokarbonos kormeghatározás kulcsszereplőjének bomlását látjuk:

14C 14N


Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Nukleáris Glosszárium