2) нейтральную частицу (фотон)
3) лишенный электронов атом гелия
4) отрицательно заряженный электрон (+)
В данном контексте β-частицей является отрицательно заряженный электрон, испускаемый ядром при β−-распаде. На ядерном уровне нейтрон превращается в протон с образованием электрона и электронного антинейтрино: n → p + e− + ν̄e. Электрон не входит в состав ядра до распада, а возникает в момент превращения нейтрона.
Бета-излучение относится к корпускулярному ионизирующему излучению. Электроны β-частиц имеют непрерывный спектр энергий, поскольку энергия распада распределяется между электроном, антинейтрино и дочерним ядром; в электрическом и магнитном полях они отклоняются. Положительно заряженный атом водорода представляет собой протон, лишённый электронов атом гелия — α-частицу, а фотон является квантом электромагнитного излучения и не имеет электрического заряда.
| Вид излучения или частицы | Состав | Электрический заряд | Типичный ядерный процесс или источник | Проникающая способность | Основной способ защиты |
|---|---|---|---|---|---|
| β−-частица | Электрон | −1 | Превращение нейтрона в протон | Средняя; выше, чем у α-частиц | Пластик, стекло, тонкий слой алюминия; свинец применяют с осторожностью из-за тормозного излучения |
| β+-частица | Позитрон | +1 | Превращение протона в нейтрон | Средняя | Материал с низким атомным номером и последующая защита от аннигиляционных фотонов |
| α-частица | Ядро гелия: 2 протона и 2 нейтрона | +2 | α-распад тяжёлых ядер | Очень низкая; небольшая пробегаемая дистанция | Бумага, одежда, наружный слой кожи; особенно опасна при попадании внутрь организма |
| Протон | Ядро водорода | +1 | Составная частица ядра; может испускаться при ядерных реакциях | Зависит от энергии, обычно выше, чем у α-частиц | Водородсодержащие материалы, бетон, специализированные экраны |
| Гамма-квант | Фотон электромагнитного излучения | 0 | Переход возбуждённого ядра в состояние с меньшей энергией | Высокая | Свинец, бетон, увеличение расстояния и сокращение времени облучения |
| Нейтрон | Нейтральная ядерная частица | 0 | Ядерные реакции, деление тяжёлых ядер | Высокая, поскольку не отклоняется кулоновским полем | Водородсодержащие материалы, борсодержащие экраны, бетон |
В радиологии различие между β−— и β+-излучением имеет практическое значение: позитроны после потери энергии взаимодействуют с электронами и аннигилируют с образованием двух фотонов по 511 кэВ, что используется в ПЭТ. Электроны β− при прохождении через вещество вызывают ионизацию и возбуждение атомов, а при торможении могут генерировать рентгеновское тормозное излучение. Поэтому для их экранирования предпочтительны материалы с небольшим атомным номером.