Beta straling

JeroenMeloen

Ik ben de kluts kwijt!

In mijn boek, 'Chemistry' door Jones en Atkins, staat een stukje over beta verval. Ik citeer:

"We can regard β decay as the result of the conversion of a neutron into a proton within the nucleus."

Dit gaat volgens hun volgens de (vereenvoudigde) vergelijking:

n --> p + β-

Ik lees hieruit dat een neutron omgezet wordt in een proton en een electron. De β straling bestaat uit electronen. Nu is het voor mij kristalhelder dat er uit een proton of een neutron NOOIT een electron kan ontstaan. Een electron is een fundementeel deelte uit de groep leptonen en een proton of neutron is een deeltje uit de groep hadronen (/baryonen).

Dus hoe kan dit? Waar komt het electron vandaan? Wat gebeurt er precies in de kern?

Rudeoffline

JeroenMeloen schreef:Ik ben de kluts kwijt!

In mijn boek, 'Chemistry' door Jones en Atkins, staat een stukje over beta verval. Ik citeer:

"We can regard β decay as the result of the conversion of a neutron into a proton within the nucleus."

Dit gaat volgens hun volgens de (vereenvoudigde) vergelijking:

n --> p + β-

Ik lees hieruit dat een neutron omgezet wordt in een proton en een electron. De β straling bestaat uit electronen. Nu is het voor mij kristalhelder dat er uit een proton of een neutron NOOIT een electron kan ontstaan. Een electron is een fundementeel deelte uit de groep leptonen en een proton of neutron is een deeltje uit de groep hadronen (/baryonen).

Dus hoe kan dit? Waar komt het electron vandaan? Wat gebeurt er precies in de kern?

Even diep inademenen, en tot jezelf komen.

Er is geen enkele behoudswet die deze reactie tegenhoudt. Wat er gebeurt, is dat een downquark uit het neutron in een upquark verandert; hierbij wordt het neutron dus een proton. Echter, dit verval gaat via de zwakke wisselwerking. Er komt hierbij een W- deeltje vrij wat al heel gauw weer vervalt tot een neutrino en een elektron. Aangezien het leptongetal behouden moet zijn, moet het neutrino een anti-elektron neutrino zijn.

Dus even schematisch: een u en d quark van het neutron blijven hetzelfde. Voor de andere downquark:

d --> u

-->W --> e- & v

Wat je goed moet onthouden, is dat de zwakke wisselwerking op hadronen en leptonen inwerkt. De sterke wisselwerking werkt dan weer niet in op leptonen. Het W deeltje kan maar heel kort blijven ontstaan, omdat het een imaginair deeltje is met erg veel massa; ca 90 MeV/c2.

Antoon

rude als ik je even mag perfectioneren;

het lijkt me niet dat een down quark zomaar een upquark word wat het volgende wel doen denken:

"d->u"

hier is overtredeing van behoud van lading. er stontstaat een W^- boson bij.

d-> u + W^-

en dit W^- deetlje is niet stabiel en vervalt op haar beurt weer tot de genoemd electron en antineutrino.

dus

d -> u + W^- (1)

W^- -> e + V_e(2)

bij stap 1 word het neutron een proton. en bij stap 2 komt er de beta.gif straling vrij.

Elmo

Inderdaad: het d wordt een u en zend tegelijk een W- uit. Het W- vervalt vervolgens (heeeeel erg snel) tot een electron. Grafisch geef je dat zo weer (tijd loopt naar rechts):

Afbeelding

En voor de perfectionisten onder ons: er komt verder nog een anti electron-neutrino vrij, geen gewoon neutrino.

JeroenMeloen

Super! Het verhaal is mij helemaal duidelijk geworden!

Antoon

En voor de perfectionisten onder ons: er komt verder nog een anti electron-neutrino vrij, geen gewoon neutrino.

owjee, daar had ik helemaal overgeslagen. waarvan hang de energie van het beta.gif deeltje af ? ik vermoed van het atoom getal omdat dan de electron tijdens het ontsaan nog word afgeremd door de electrische kracht in de richting van de atoom kern. zijn er nog andere factoren?

Elmo

De energie van het electron (in eerste benadering is de energie van het anti-neutrino te verwaarlozen) wordt gegeven door de energie van de kern voor de neutron-proton conversie (dus: voor het beta-verval) minus de energie van de kern erna. Er geldt immers behoud van energie, en de rustmassa's van een neutron en een proton zijn ruwweg gelijk en beiden veel groter dan de rustmassa van het electron en van het neutrino (als die al een rustmassa heeft).

Rudeoffline

Antoon schreef:rude als ik je even mag perfectioneren;

het lijkt me niet dat een down quark zomaar een upquark word wat het volgende wel doen denken:

Mja, dat bedoelde ik ook.

Yanniek Hertgers

Uit lading 0 (neutron) ontstaat lading +1 (proton) lading -1 (electron) en lading 0 (elektron anti-neutrino). Dat klopt ook want 0 = +1 + -1 + 0.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Beta straling

Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling

Re: Beta straling