Beta particles

Was sind Betateilchen?

Betateilchen (β) sind energiereiche Elektronen mit hoher Geschwindigkeit (β -) oder Positronen (β+), die von einigen Radionukliden während einer als Beta-Zerfall bezeichneten Form des radioaktiven Zerfalls aus dem Kern ausgestoßen werden. Beta-Zerfall tritt normalerweise in Kernen auf, die zu viele Neutronen haben, um Stabilität zu erreichen.

Was sind die Eigenschaften von Betateilchen?,

Betateilchen haben eine Masse, die ein halbes Tausendstel der Masse eines Protons beträgt und entweder eine einzelne negative (Elektron) oder positive (Positronen) Ladung trägt. Da sie eine geringe Masse haben und mit hoher Energie freigesetzt werden können, können sie relativistische Geschwindigkeiten erreichen (nahe der Lichtgeschwindigkeit).

Ihre leichte Masse bedeutet, dass sie durch Wechselwirkung mit Materie schnell Energie verlieren und einen zufälligen Weg haben, wenn sie sich durch Luft oder andere Materialien bewegen.

Betateilchen sind viel weniger ionisierend als Alphateilchen und verursachen im Allgemeinen weniger Schaden für eine bestimmte Menge an Energieablagerung., Sie haben typischerweise Bereiche von zehn Zentimetern in der Luft (energieabhängig) und einigen Millimetern in Materialien.

Was bewirkt, dass einige Radionuklide Betateilchen emittieren?

Beta minus Partikel (β-) Emission tritt auf, wenn das Verhältnis von Neutronen zu Protonen im Kern zu hoch ist. Ein überschüssiges Neutron verwandelt sich in ein Proton und ein Elektron. Das Proton bleibt im Kern und das Elektron wird energetisch ausgestoßen.

Dieser Prozess verringert die Anzahl der Neutronen um eins und erhöht die Anzahl der Protonen um eins., Da die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms das Element bestimmt, ändert die Umwandlung eines Neutrons in ein Proton tatsächlich das Radionuklid in ein anderes Element.

Häufig begleitet die Gammastrahlenemission die Emission eines Betateilchens. Wenn der Beta-Teilchenausstoß den Kern nicht von der zusätzlichen Energie befreit, setzt der Kern die verbleibende überschüssige Energie in Form eines Gammaphotons frei.

Der Zerfall von Technetium-99, der zu viele Neutronen hat, um stabil zu sein, ist ein Beispiel für Beta-Zerfall. Ein Neutron im Kern wandelt sich in ein Proton und ein Betateilchen um., Der Kern wirft das Betateilchen und etwas Gammastrahlung aus. Das neue Atom behält die gleiche Massenzahl bei, aber die Anzahl der Protonen steigt auf 44. Das Atom ist jetzt ein Rutheniumatom.

Was sind die gesundheitlichen Auswirkungen einer Exposition gegenüber beta-Teilchen?

Beta-Partikel, die weniger ionisierend sind als Alpha-Partikel, können sich durch viele Zentimeter oder sogar Meter oder Luft und durch Millimeter Haut oder Gewebe bewegen. Ausreichende Intensität der Beta-Strahlung kann Verbrennungen verursachen, eher wie schwerer Sonnenbrand., Wenn beta-emittierende Radionuklide eingeatmet oder aufgenommen werden, können sie auch innere Zellen und Organe schädigen.

Was sind einige häufige Quellen für Betateilchen?

Viele Beta-Emitter kommen natürlich in den Radioisotopen vor, die in den natürlichen radioaktiven Zerfallsketten von Uran, Thorium und Actinium vorkommen. Beispiele sind Blei-210, Wismut-214 und thallium-206.

Beta-Emitter kommen auch häufig in den radioaktiven Produkten der Kernspaltung vor. Beispiele hierfür sind Strontium-90, Cäsium-137 und Tritium.

Was sind einige Verwendungen von Betateilchen?,

Die mittlere Durchdringungsleistung von Betateilchen bietet eine Reihe nützlicher Anwendungen, darunter:

• Dickendetektoren zur Qualitätskontrolle dünner Materialien, z. B. Papier
• Behandlung von Augen-und Knochenkrebs, Strontium-90 oder Strontium-89 werden häufig verwendet
• Tritium wird in einigen phosphoreszierenden Beleuchtungen typischerweise für Notbeleuchtung verwendet, da es keine Stromversorgung erfordert
• Fluor-18 wird üblicherweise als Tracer für die Positronenemissionstomographie (PET) verwendet.).