Oddziaływanie promieniowania beta z materią
Cząstki β są elektronami. Wnikają dużo głębiej w materię niż cząstki α o tej samej energii kinetycznej i mogą przy tym wywołać cały szereg zjawisk: jonizację, wzbudzenie atomów, rozproszenie – mogą także wytworzyć ciągłe promieniowanie rentgenowskie. Promieniowanie β jonizuje znacznie słabiej niż cząstki α.
Trochę mniej prawdopodobne spotkanie
Prawdopodobieństwo spotkania cząstek beta i elektronów atomowych jest mniej więcej takie samo, jak gdyby dwa ostrza szpilek miały się do siebie zbliżać tak, żeby się ze sobą spotkać. Jedynie fakt, że w materiale znajduje się sporo elektronów w powłokach atomów, czyli „ostrz szpilek”, prowadzi do tego, że cząstka β natrafia na inny elektron.
Żelazna reguła brzmi: przy tej samej energii kinetycznej i tym samym ładunku naładowane cząstki jonizują tym silniej, im większa jest ich masa. Straty energii na jonizację, liczone na odcinek przebytej drogi, są odwrotnie proporcjonalne do prędkości cząstki – przy tej samej energii kinetycznej prędkość cząstki α wynosi ~1% prędkości cząstki β.
Promieniowanie β pozostawia przy przejściu przez materię ślad w postaci jonów, które leżą względnie daleko od siebie. Natomiast materiały, których powłoka atomowa zawiera wiele elektronów, w znaczący sposób podwyższają prawdopodobieństwo powstania jonów. Dlatego im większa jest liczba porządkowa atomu, tym lepiej dany materiał osłabia promieniowanie β.
Wzajemne oddziaływanie cząstek β i materii. Ciągłe promieniowanie rentgenowskie – promieniowanie hamowania
W przeciwieństwie do cząstek α, cząstki β (elektrony) produkują od 100 do 1000 razy mniej jonów na takim samym odcinku drogi. Dlatego zanim pozbędą się energii, dolecą dużo dalej niż cząstki α o tej samej energii kinetycznej.
Ponadto ładunek elektryczny jąder atomów materii, w którą wnikają elektrony, odchyla elektrony z ich torów. Elektrony na zakrzywionych torach zaczynają tracić swoją energię – powstaje przy tym „promieniowanie hamowania”, nazywane ciągłym promieniowaniem rentgenowskim. Proces ten pokazuje poniższa animacja.
Czasami coś takiego jest nawet pożądane, bo to właśnie promieniowanie elektronów jest wykorzystywane w medycznych lampach rentgenowskich. W lampie elektrony wystrzeliwane są z określoną energią na kawałek metalu. Elektrony zostają odchylone i wyhamowane na atomach metalu; przy tym emitują promieniowanie rentgenowskie.
Przy budowie osłon przed promieniowaniem β staramy się unikać powstawania ciągłego promieniowania rentgenowskiego.