Бета-распад (β-распад) представляет собой процесс, в котором нестабильное ядро преобразуется в более стабильное, испуская бета-частицу. Существует два типа бета-распада: бета-минус (β⁻) и бета-плюс (β⁺). В данном случае речь идет о бета-минус распаде, так как он наиболее распространен для ядер с избытком нейтронов.
При бета-минус распаде нейтрон внутри ядра превращается в протон, при этом испускаются электрон (бета-частица) и антинейтрино. Общая реакция для бета-минус распада выглядит следующим образом:
[ n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e ]
Рассмотрим ядро марганца с массовым числом 57 и атомным номером 25 (марганец-57). В результате бета-минус распада:
- Число протонов увеличивается на 1, то есть новый элемент будет иметь атомный номер 26 (что соответствует железу, Fe).
- Массовое число остается прежним, так как масса электрона и антинейтрино очень мала по сравнению с массой ядра.
Таким образом, реакция бета-минус распада для ядра марганца-57 будет записана следующим образом:
[ \prescript{57}{25}{\text{Mn}} \rightarrow \prescript{57}{26}{\text{Fe}} + e^- + \bar{\nu}_e ]
Здесь:
- (\prescript{57}{25}{\text{Mn}}) — исходное ядро марганца-57.
- (\prescript{57}{26}{\text{Fe}}) — образующееся ядро железа-57.
- (e^-) — электрон (бета-частица).
- (\bar{\nu}_e) — антинейтрино.
Этот процесс приводит к увеличению стабильности ядра за счет уменьшения соотношения нейтронов к протонам, что является типичной целью бета-распада для ядер с избытком нейтронов.