BETA-YEMIRILISH

BETA-YEMIRILISH (yemirilish, parchalanish)—atom yadrolarining elektron va antineytrino yoki pozitron va neytrino chiqarib radioaktiv yemirilishi (parchalanishi). Beta-yemirilishning uch tipi ma’lum: elektron yemirilish (neytronning protonga aylanishi), pozitron yemirilish (protonning neytronga aylanishi) va elektron qamrash. Elektronlar chiqarganda yadro elementlarning davriy sistemasida o’zidan keyin turgan kimyoviy element izotopiga, pozitronlar chiqarganda o’zidan oldin turgan element izotopiga aylanadi. Elektron Beta-yemirilishda yadro zaryadi 1 ga ko’payadi, pozitron Beta-yemirilishda 1 ga kamayadi; massa soni o’zgarmaydi. Beta-yemirilish yadro kuchlari muammosiga bog’liq masalalardan biridir. Yadro kuchlari elektromagnit va gravitatsion kuchlarga mutlaqo o’xshamaydi. Bu kuchlar yadroning ikki zarrasi bir-biriga juda yaqin kelgandagina namoyon bo’ladi. Ikkinchidan, bu kuchlar almashinish xususiyatiga ega, ya’ni zarralar uzoqlashganda bir-biriga tortiladi, yaqinlashganda esa itariladi va zarralar bir-biriga aylanadi. Masalan, neytron protonga, proton esa neytronga aylana oladi. Demak, proton va neytron ayni bir zarraning ikki xil holatidir. Yadro tarkibida hech qanday o’zgarish ro’y bermaydi. Ba’zan, zarralar o’zaro almashinadi. Bunday hodisa beqaror yadrolardagina kuzatiladi. Radioaktiv yadrolar tarkibida yo neytron, yoki protonlar ortiqcha bo’ladi. Neytronlardan biri protonga aylansa, yadro turg’un holatga o’tadi. Bunda zaryadlar muvozanati saqlanishi uchun elektron yadrodan tez chiqib ketadi. Bu holda R nurlanish ro’y beradi. Agar yadroda ortiqcha protonlar bo’lsa, ulardan biri neytronga aylanishi mumkin. Bunda musbat elektron (pozitron) hosil bo’ladi va tez yadrodan chiqib ketadi. Neytronning o’zi beqaror zarradir. U uzoq vaqt yadrodan tashqarida bo’lsa, o’z-o’zidan proton va elektronga bo’linadi. Proton yadroning elektron qobig’idan elektron kamrashi natijasida proton neytronga aylanadi. Ko’pincha, yadroga eng yaqin K qobiqdan elektron K qamraladi, K qamrash deb shuni aytiladi. K qamrashda K qobiqdagi bo’shagan joyga yuqoriroq qobiqlardan elektronlar o’tadi, bunda foton ajraladi. Umuman olganda Beta-yemirilish jarayoni qator murakkab masalalarni o’z ichiga oladi. Bulardan biri yadrodan ajralib chiqayotgan elektron energiyasi masalasidir. R nurlanishda radioaktiv atomdan elektronlar katta energiya bilan otilib chiqadi. Bu elektronlar energiyasi har xil usullar bilan (masalan, magnit maydonida elektronlarning og’ishini o’lchash yo’li bilan) aniqlanadi. Kvant mexanika qonunlariga muvofiq, yadroda muayyan miqdordagina energiya bo’lishi kerak. Haqiqatan yadro yemirilishda diskret miqdordagi energiyaga ega bo’lgan A zarralar va U nurlar tarqatadi. Shu sababli R nurlanishda ham aynan shu holni kuzatish mumkin. Muayyan izotop yadrosi chiqaradigan elektronlar noldan maksimal qiymatgacha uzluksiz energiya taqsimotiga (spektrga) ega bo’ladi. Demak, energiya uzluksiz taqsimlanar ekan. Bizni energiya taqsimoti uzluksizligi emas, balki energiyaning qayoqqa sarf bo’lishi qiziktiradi. Odatda, ajralib chiqqan to’la energiya hisoblanganda u spektr qiymatiga teng bo’lib chiqadi va barcha elektronlar energiyasi yig’indisi umumiy energiya qiymatidan kam energiya bilan tarqaladi. Qolgan energiya qayoqqa ketadi? Energiyaning saqlanish qonuni Beta-yemirilishda buziladimi? Harakat miqdori momentining saqlanishi yoki Spin saqlanishi ham go’yo buzilgandek bo’ladi. V. Pauli Beta-yemirilishda saqlanish qonunlari go’yo buzilar ekan, demak, bu jarayon noto’g’ri talqin etilgan, deb fikr yuritdi. U yangi zarra paydo bo’lishini aytdi. Beta-yemirilishda kam energiyali va harakat miqdoriga ega neytral zarra ham ishtirok etadi. Lekin bu holni tajriba davomida kuzatish kiyin. Har bir jarayonda muayyan miqdorda energiya ajralib chiqadi va bu energiya zarralar orasida ixtiyoriy ravishda taqsimlanadi, elektronga esa, sharoitga qarab, shu energiyaning har xil ulushi to’g’ri keladi.