Podstawy fizyki jÄ drowej dla inŜynierów

Rozdział 4. Rozpady promieniotwórcze 39
Rys. 17. Przykłady widm energetycznych cząstek β, T β max jest maksymalną energią cząstek β [3].
Rys. 18. Przykład rozpadu β, któremu nie towarzyszy
emisja promieniowania γ [8].
równa róŜnicy energii stanów podstawowych jądra macierzystego i końcowego. Jest to
energia, która wchodzi do bilansu mas i energii w kaŜdym rozpadzie β . Przykłady widm β
przedstawia rysunek 17, a schemat przejścia między izotopami rysunek 18.
Pauli zwrócił uwagę, Ŝe przy rozpadzie β nie zostaje spełnione prawo zachowania energii
i prawo zachowania spinu, jeŜeli rozpad β zachodzi według schematu:
A
Z
0 A
M → + P
±
β
1
(19)
Z ∓
czyli jeszcze przed wprowadzeniem i odkryciem neutrina.
Prawo zachowania energii jest spełnione tylko wtedy, gdy zostaje wyrzucona cząstka β
o maksymalnej energii T
β max
. Energia ta jest w bardzo dobrym przybliŜeniu równa energii
rozpadu β . Z kształtu widma energetycznego cząstek β wynika, Ŝe źródło wysyła elektrony
o energiach mniejszych od T
β max
(prawo zachowania energii nie jest spełnione). Brakującej
do bilansu energii nie moŜe zabierać promieniowanie γ , które moŜe towarzyszyć rozpadowi
β . Widmo promieniowania γ jest liniowe, a musiałoby być widmem ciągłym, które byłoby
uzupełnieniem energii cząstek β do energii maksymalnej T
E
γ
= Tβ
max
− T
β
Znane są izotopy β promieniotwórcze, którym nie towarzyszy promieniowanieγ (rys.
18) i ich widmo energetyczne teŜ jest ciągłe.
JeŜeli rozpad zachodzi według schematu (19), nie zostaje spełnione prawo zachowania
spinu. Jądro o parzystej liczbie masowej A ma spin całkowity; natomiast dla jądra
o nieparzystej liczbie masowej A spin jest połówkowy. Przy rozpadzie β liczba masowa
jądra początkowego i końcowego jest taka sama. JeŜeli spin jądra macierzystego był
całkowity, to nowe jądro teŜ ma spin całkowity; jeśli był połówkowy, to po rozpadzie β
pozostaje połówkowy. Po lewej stronie schematu rozpadu (19) mamy spin całkowity dla
β max