2. İÇİNDEKİLER
1.Beta Bozunumu
Bozunumu
Bozunumu
e- Yakalama
2.Beta Spektrumu
3.Beta Bozunumunun Enerjisi
4.Nötrino
5.Anti-Nötrino
6.Nötrino Algılama
7.Yarı Ömür Ve Enerji Arasındaki İlişki
3. BETA BOZUNUMU
Çekirdeklerin negatif elektron yakalamaları ilk
gözlenen radyoaktif olaylardan biridir. Bu olayın
tersi,yani bir çekirdeğin atom elektronlarından birini
yakalaması ise 1938’de Alvarez’in çekirdek tarafından
yakalanan atom elektronunun boşalttığı yerin
doldurulması sırasında yayınlanan karakteristik X
ışınlarını bulmasına kadar gözlenememiştir. 1934’te
Joliot Curies ilk kez radyoaktif bozunmada pozitif
elektron(pozitron) yayınlanması olayını gözlediler. Bu
üç nükleer olay birbiriyle yakından ilgili olup Beta ()
Bozunumu olarak adlandırılır.
4. bozunumu: Eğer bir radyonüklidin kararsızlığı
çekirdekteki nötron fazlalığından ileri geliyorsa,
çekirdeğindeki enerji fazlalığını gidermek için
nötronlardan birini proton ve elektron haline
dönüştürür. Proton çekirdekte kalırken, elektron
hızla atomdan dışarı atılır.
n p + e- +
5.
6. bozunumu: Atomun kararsızlığı nötron
azlığından veya proton fazlalığından ileri
geliyorsa protonlardan biri nötron ve pozitif yüklü
elektrona (pozitrona) dönüşür.
p n + e+ +
7. Elektron Yakalama Olayı : Çekirdek proton
fazlalığından dolayı kararsız ise atomun çekirdeğe
yakın (K, L) yörüngelerine yakın elektronlarından
biri çekirdek tarafından yakalanır. Elektronla bir
proton birleşerek nötron ve nötrino haline dönüşür
p + e- n + ν
8. BETA SPEKTRUMU
Beta bozunumunda yayımlanan beta ışınları
sürekli bir enerji dağılımına sahiptir. ; izotoptan çıkan
beta parçacıkları arasında çok zayıf bir enerjiden belli
bir maksimum enerji değerine kadar her enerjide
betalar bulunur. Bu bakımdan, beta spektrumları
aralıklı kesin enerji değerini gösteren çizgili alfa
spektrumundan ayrılır. Beta spektrumlarının sürekli
oluşu, beta bozunumu sırasında nötrino adı verilen
yüksüz bir parçacığın yayımlanması ve reaksiyon
enerjisinin (spektrumun maksimum enerji değeri),
beta parçacığı ile nötrino arasında rast gele olarak
bölüşülmesi ile açıklanır.
10. Beta Bozunumunun Enerjisi
Beta bozunumunda ki
reaksiyon enerjisi
Q: ilk ve son nükleer kütle
enerjileri arasındaki
fark.
Durgun haldeki n
bozunumu için:
Protonun geri tepme 0,3
keV enerjisi ihmal
edilirse. Bozunma
enerjisi e- ve arasında
paylaşılır.
Anti Nötrino ihmal edilirse
n p + e- +
Q = (m-m-m-m )c2
npeQ = T p+T e+T
Ǫ = (Te)max olur.
11. Nötrino kütlesizdir ve ışık hızıyla hareket eder, enerjisi E ile gösterilir.
Elektron için: Ee=Te+mec2: mec2: Elektronun durgun kütle
enerjisi.
Z
A XN → Z+1
A XN-1 + e- +
Qβ = [mN (Z
A X) –mN(Z+1
A X`) – me ]c2
mN :Nükleer kütle m(AX) nötr atom kütlesine çevirmek için :
m (A X) c2 = mN (A X) c2 + Zme c2
Atom Kütleleri Cinsinden
Qβ = {[ m (A X) - Zme] - [m(A X`) – (Z + 1) me] - me} c2
12. Bu bağıntıda elektron kütleleri birbirini götürür.
Qβ = [ m (AX) – m(A X`) ]c2 elde edilir.
Burada kütleler nötr atom kütleleridir. Q değeri
elektron ve nötrino arasında paylaşılan enerjiyi
temsil eder.
Qβ = Te + Tv Elektronun enerjisi maksimum
olunca nötrino nun sıfırdır.
(Te)mak = Qβ
13. Pozitron bozunumunda Qβ : elektron kütleleri ihmal
edilmez.
AXN → Z-1
Z
AXN+1 + e+ + ve
Atom kütleleri cinsinden
Qβ = [ m (AX) – m(A
1X`) – 2me ]c2
14. NÖTRİNO
ışık hızına yakın hıza sahip
olan, elektriksel yükü sıfır olan
ve maddelerin içinden
neredeyse hiç etkileşmeden
geçebilen temel parçacıklardır.
Bu özellikleri nötrinoların
algılanmasını oldukça
zorlaştırmaktadır. Nötrinoların
çok küçük, ancak sıfır olmayan
durgun kütleleri vardır.Yunan
alfabesindeki ν (nü) ile
gösterilir.
15. Nötrinolar belirli atom
bozunmalarında veya
güneşteki, kozmik
ışınlar atomlara
çarptığında oluşan
nükleer reaksiyonlar
sonucu gibi belirli
olaylarda açığa
çıkarlar.
16. ANTİ NÖTRİNO
Anti-nötrinolar beta bozunması sonucu ortaya
çıkan, nötr olan nötrinoların karşı-parçacıklarıdır.
½ spine sahiptirler ve lepton ailesi
parçacıklara girerler. Anti-nötrinolar da nötrinolar
gibi maddelerin içinden geçerler ve sadece
yerçekimi kuvveti ve zayıf kuvvetle etkileşirler.
17. NÖTRİNO ALGILAMA
Günümüzde Cowan-Reines deneyi olarak bilinen deneyde
nükleer reaktördeki beta bozunmasında nötrinonun protona
çarpması sonucu ortaya nötron ve pozitron çıkar.
νe+p+ n0+e+
Ortaya çıkan pozitron derhal bir elektronla birleşerek iptal
olur ve bu birleşme sonucu ortaya çıkan iki gama ışını
algılanabilir.Nötron ise uygun bir çekirdek tarafından
yakalanır ve ortaya gama ışını çıkar. Bu rastlantısal iki olay -
pozitronun iptal olması ve nötronun yakalanması- anti nötrino
etkileşimi için özgül işaretlerdir.
Günümüzde bu deney sonucu tahmin edilmiş olan ve
ortaya çıkan parçacığın anti-nötrino olduğu bilinmektedir
18.
Böylece ve ‘nun farklı parçacıklar olduğu
gerçeği kabul edildi. Fakat ‘yu ‘dan ayıran
temel özellik helisliktir. Tüm ‘ların spin
vektörleri lineer momentum vektörlerine
paralelken tüm ‘ların spinleri momentuma zıt
yöndedir. Helislik değeri
için +1, için -
1dir.
19. YARI ÖMÜR VE ENERJİ ARASINDAKİ
İLİŞKİ
Beta bozunumunun yarı ömürleri milisaniye
mertebesinden 1016 yıla kadar uzanır.
Yarı ömürlerin bu kadar geniş bir aralığa
yayılmasının gerçek kaynağı L>0 açısal
momentumlu bir parçacığı ve bir nötrino
yaratmanın güç olmasıdır. 1 MeV enerjili bir
parçacığının tipik açısal momentumu L~0.04
mertebesinde bir maksimum değere sahiptir. Bu
elektron ve nötrinonun L>0 kuantum sayılı bir
durumda yayınlanması olasılığının çok küçük
olması anlamına gelir.
20. REFERANSLAR
http://websitem.gazi.edu.tr/site/hicabi
http://tr.wikipedia.org/wiki/N%C3%B6trino
http://www.nenedir.net/nedir/fizik/8037-
nukleer-radyasyon.html
http://yunus.hacettepe.edu.tr/~kaptan/dersler/
443/not/beta_bozunumu.pdf
Kenneth s. Krane nükleer fizik 1. cilt
