Promieniowanie beta
Przy rozpadzie beta z jądra atomu radioaktywnego izotopu emitowane są ujemnie naładowane elektrony. Mówimy wówczas o rozpadzie beta minus. Istnieje także rozpad beta plus, ale jest to zjawisko o wiele rzadsze wśród naturalnych nuklidów promieniotwórczych.
Rozpad beta minus
Elektrony będące promieniowaniem beta, nie biorą się zresztą znikąd: powstają na skutek tego, że w jądrze atomowym neutrony przekształcają się w protony:
Proton pozostaje w jądrze, a elektron jest wyrzucany. Tak dzieje się na przykład w przypadku cezu-137. Powstaje bar-137. Zasięg promieniowania beta może wynosić w powietrzu kilka metrów, osłonić przed nim mogą płytki aluminiowe, lub warstwa tworzywa sztucznego o grubości kilku milimetrów. Początkowa prędkość cząstek beta – elektronów beta – może przy tym wynosić od niemal zera aż do prędkości światła.
W codziennym życiu spotyka się emitery beta w zabiegach radioterapii: w ten sposób mogą być naświetlane zmiany nowotworowe pod powierzchnią skóry. Pomiary ilości izotopu węgla-14 (C-14) – emitera beta – są znakomitą metodą określenia wieku archeologicznych znalezisk pochodzenia organicznego.
Rozpad beta plus
Podczas rozpadu beta plus z jądra wyrzucane są pozytony, które można by określić mianem „dodatnich elektronów”, czyli „anty-elektronów”.
Podczas promieniowania beta plus w jądrze z protonu powstaje neutron oraz pozyton:
Sód-22 jest przykładem izotopu emitującego promieniowanie beta plus. Podczas przekształcenia w jądrze z protonu powstają neutron oraz pozyton, który opuszcza jądro. W wyniku rozpadu sodu-22 powstaje neon-22:
Światło widzialne – pojawia się jako wynik działania promieniowania jonizującego
![](https://nukleo.pl/wp-content/uploads/2022/08/pexels-pixabay-210528-Sredni.jpg)
Świecące elementy tarcz zegarowych mogą zawierać małe ilości promieniotwórczego izotopu wodoru, trytu. Jest to emiter promieniowania beta minus. Gdy elektrony (promieniowanie beta minus), które emituje tryt, natrafią na materiał fluorescencyjny – luminofor (jak np. siarczek cynku), sprawiają, że zaczyna on emitować światło widzialne.
Wcześniej, do lat 70-tych XX wieku, aby tarcze zegarów świeciły, stosowano farby będące mieszaniną węglanów radu i baru (RaCO3, BaCO3) z siarczkiem cynku (ZnS). Po licznych przypadkach śmierci, m.in. na nowotwory jamy ustnej, w latach 20-tych ubiegłego stulecia wśród robotnic, które w USA malowały cyfry i wskazówki na takich zegarkach, (robotnice zwilżały śliną końce pędzelków), zmieniono technikę nanoszenia farby. W wielu krajach ok. 1970 roku zrezygnowano z farb zawierających sole radowe, a do produkcji takich farb ”świecących” stosuje się obecnie emitery beta – głównie tryt H-3.
Co dzieje się z trytem w tych zegarkach? Tryt jest izotopem wodoru, który składa się z jednego protonu i dwóch neutronów (liczba atomowa = 1, liczba masowa = 3). Rozpada się zgodnie z zasadami rozpadu beta minus, w wyniku którego powstaje powstaje hel-3 (liczba atomowa = 2, liczba masowa = 3).
Powiedz, ile masz lat… – metoda C-14
![](https://nukleo.pl/wp-content/uploads/2022/08/pexels-david-guerrero-8183880-Sredni.jpg)
Jaki jest właściwie wiek neandertalczyka? Przy poszukiwaniu odpowiedzi na takie pytania wykorzystuje się fakt, że nietrwałe pierwiastki rozpadają się z pewnym statystycznym prawdopodobieństwem, co pozwala z proporcji substancji macierzystej i substancji pochodnej ocenić upływ czasu.
Wiek można określić w następujący sposób: żyjące organizmy, a więc ludzie, zwierzęta czy rośliny, mają w swoich tkankach pewną ilość nietrwałego izotopu węgla-14 (C-14), który ciągle na nowo – wraz pokarmem – pobierany jest z otoczenia. Po śmierci ustaje pobieranie tego izotopu z otoczenia, jego zawartość w organizmie zmniejsza się, ponieważ w wyniku rozpadu beta z węgla-14 powstaje azot-14. Rozpad beta izotopu C-14 przebiega w istocie dość powoli: wiadomo, że po 5730 latach wciąż pozostaje w tkankach około połowy początkowej zawartości jąder atomowych izotopu C-14.
Aby określić wiek jakiejś próbki, wystarczy, że naukowcy zbadają, jaka jest proporcja izotopu C-14 do innych izotopów węgla. Na tej podstawie można obliczyć wiek – a ponieważ przemiana beta tego izotopu zachodzi stosunkowo wolno, takie pomiary są możliwe dla około 50000 lat wstecz, oczywiście pod warunkiem, że przez cały ten czas proporcje C-14/C (liczba atomów izotopu C-14 / liczba atomów pierwiastka węgla C) w środowisku nie ulegały zmianie.