β衰变

β衰变

β-decay

原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称为β-衰变；放出正电子的衰变过程称为β+衰变;原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程称为轨道电子俘获[1]，俘获K层电子叫K俘获，俘获L层的叫L俘获，其余类推。通常，K俘获的几率量大。在 β衰变中，原子核的质量数不变，只是电荷数改变了一个单位。

β衰变的半衰期分布在接近10秒到10年的范围内，发射出粒子的能量最大为几兆电子伏。β衰变不仅在重核范围内发生，在全部元素周期表范围内都存在β放射性核素。因此，对β衰变的研究比α衰变的研究更重要。

β衰变中，原子核发生下列三种类型的变化：

X→ Y+e-+ve(β-衰变)

X→ Y+e++ve(β+衰变)

X+e-→ Y+ve(EC)

式中X和Y分别代表母核和子核；A和Z是母核质量数和电荷数；

e-、e+为电子和正电子，ve、ve为电子中微子和反电子中微子。

三种类型释放的衰变能分别为

Qβ-＝(mx－mY)c2

Qβ+＝(mx－mY－2me)c2，

QEC＝(mx－mY)c2－wi

式中mX、mY分别为母核原子和子核原子的静质量；me为电子静质量；wi为轨道电子结合能；c为真空光速。

轨道电子俘获可俘获K层电子 ，称为K俘获 ；也可以俘获L层电子，称为L俘获。轨道电子俘获所形成的子核原子于缺少一个内层电子而处于激发态，可通过外层电子跃迁发射X射线标识谱或发射俄歇电子而退激。最初以为β-连衰变仅放出电子 ，实际测量发现，放出的电子能 量从零到 Qβ- 连续分布 ，曾困惑物理学家多年 。

1930年W.E.泡利提出β-衰变放出e-的同时还放出一个静质量为零、自旋为1/2的中性粒子 ，衰变能为电子和该粒子分享 ，该粒子后来被称为中微子 ，1952年以后被实验确凿证实。

β衰变属于弱相互作用。1956 年李政道和杨振宁提出弱相互作用过程宇称不守恒，第二年吴健雄等人利用极化核60Co的β衰变实验首次证实了宇称不守恒 。这一发现不仅促进了β衰变本身的研究，也促进了粒子物理的发展。

补充：

β衰变

β-decay

原子核自发耗散其过剩能量使核电荷改变一个单位而质量数不改变的核衰变过程。分为放出一个电子的β-衰变、放出一个正电子的β+衰变和俘获一个轨道电子的轨道电子俘获(EC)3种类型，

A2X→A2+1Y+e-+νe(β-衰变)[注意：A2+1,2-1都在Y的左上和左下]

A2X→A2-1Y+e++νe(β+衰变)[-+在e的右上方。e在v的右下方]

A2X+e-→A2-1Y+νe(EC)[A2分别在X左上方和左下方]

式中X和Y分别代表母核和子核；A和Z是母核质量数和电荷数；e-、e+为电子和正电子，νe、νe为电子中微子和反电子中微子。三种类型释放的衰变能分别为：

Qβ-=(mX-mY)c2[注意：xye都在m的右下]

Qβ+=(mX-mY-2me)c2[2在c右上，i在w右下]

QEC=(mX-mY)c2-wi[-+在q右上，贝塔 ec在q右下]

式中mX、mY分别为母核原子和子核原子的静质量；me为电子静质量；wi为轨道电子结合能；c为真空光速。

轨道电子俘获可俘获K层电子，称为K俘获；也可以俘获L层电子，称为L俘获。轨道电子俘获所形成的子核原子由于缺少一个内层电子而处于激发态，可通过外层电子跃迁发射X射线标识谱或发射俄歇电子而退激。

最初以为β-衰变仅放出电子，实际测量发现，放出的电子能量从零到Qβ-连续分布，曾困惑物理学家多年。1930年W.E.泡利提出β-衰变放出e-的同时还放出一个静质量为零、自旋为1/2的中性粒子，衰变能为电子和该粒子分享，该粒子后来被称为中微子，1952年以后被实验确凿证实。