Desintegración beta

Decaimiento β- de un núcleo. Se ilustra cómo uno de los neutrones se convierte en un protón a la vez que emite un electrón-) y un antineutrino electrónico.

La desintegración beta, emisión beta o decaimiento beta es un proceso mediante el cual un nucleido o núcleido inestable emite una partícula beta (un electrón o positrón) para compensar la relación de neutrones y protones del núcleo atómico. Esta desintegración viola la paridad.

Cuando esta relación es inestable, algunos neutrones se convierten en protones, o viceversa. Como resultado de esta mutación, cada neutrón emite una partícula beta y un antineutrino electrónico o un neutrino electrónico.

La partícula beta puede ser un electrón, en una emisión beta menos), o un positrón, en una emisión beta más+). La diferencia fundamental entre los electrones (e) o los positrones (e+) corrientes y sus correspondientes partículas beta (β o β+) es el origen nuclear de estas últimas: una partícula beta no es un electrón ordinario expulsado de un orbital atómico.

En este tipo de desintegración, la suma del número de neutrones y de protones, o número másico, permanece estable, ya que la cantidad de neutrones disminuye (o aumenta si se trata de una emisión β+) en una unidad, mientras que la cantidad de protones aumenta (o disminuye) también en una unidad. El resultado del decaimiento beta es un núcleo en que el exceso de neutrones o de protones se ha corregido en dos unidades y por tanto resulta más estable.

Tipos de desintegración β

La desintegración beta se debe a la interacción nuclear débil, que convierte un neutrón en un protón (desintegración β), o viceversa (β+), y crea un par leptón-antileptón. Así se conservan los números bariónico (inicialmente 1) y leptónico (inicialmente 0). Debido a la aparente violación al principio de conservación de la energía, estas reacciones propiciaron precisamente que se propusiera la existencia del neutrino.

Desintegración β

Un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico:

14 6C → 14 7N + e

Este proceso ocurre espontáneamente en neutrones libres, en el transcurso de 885.7(8) s de vida media.

Desintegración β+

Un protón deviene en un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico:

23 12Mg → 23 11Na + e+

Esta reacción no ocurre en protones libres, pues implicaría violación al principio de conservación de la energía, ya que la suma de las energías de los productos resultantes sería mayor que la del protón.

Sin embargo, en protones ligados (integrantes de núcleos) puede ocurrir que la diferencia de energías entre el núcleo final y el inicial sea suficiente para crear las partículas resultantes, en cuyo caso la reacción es válida.

Este proceso compite en ocurrencia con la captura electrónica.

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