Le particelle beta rappresentano una classe di particelle subatomiche che vengono rilasciate dal nucleo di un atomo durante il processo di decadimento radioattivo. Queste particelle, caratterizzate da una carica elettrica negativa, si muovono con grande rapidità e vengono emesse dal nucleo di atomi instabili.
Definizione e classificazione delle particelle beta
Nel 1899, il fisico Ernest Rutherford classificò le particelle beta, definite come beta meno (β–), insieme alle particelle alfa, in base al loro potere di penetrazione e alla capacità di causare ionizzazione. Tra gli isotopi che possono emettere particelle beta si annoverano il trizio, un isotopo dell’idrogeno con numero di massa 3 e numero atomico 1, il carbonio-14, e lo stronzio-90, rispettivamente con numero atomico 6 e 38. Rispetto alle particelle alfa, le particelle beta mostrano una maggiore capacità di penetrazione, risultando però meno dannose per i tessuti biologici e il DNA, poiché generano una ionizzazione inferiore. Sebbene possano percorrere distanze maggiori nell’aria, possono essere bloccate da materiali come l’alluminio. Alcuni tipi di particelle beta possono penetrare la pelle e causare serre danni cutanei, tuttavia risultano meno penetranti rispetto ai raggi gamma.
Caratteristiche fisiche delle particelle beta
Quando si verifica il decadimento beta, possono essere emesse particelle beta negative (negatrone) o positive (positrone). Un negatrone, che è un elettrone, provoca la conversione di un neutrone in un protone. Il positrone, noto anche come antielettrone, è l’antiparticella dell’elettrone e porta una carica elettrica positiva. La massa delle particelle beta è minima, equivalente a circa 1/1836 della massa di un protone, la quale è di circa 1.67262192· 10^-27 kg, e 1/1838 rispetto alla massa di un neutrone, pari a 1.674927351 · 10^-27 kg. L’energia di queste particelle varia significativamente, risultando piuttosto bassa nel caso del trizio e dello zolfo, mentre è maggiore in isotopi come il fosforo e il sodio.
Processo di decadimento beta
Il decadimento beta rappresenta la forma più diffusa di decadimento radioattivo, riscontrabile nel 97% dei nuclei instabili. Questo processo si divide in due modalità: il decadimento β– e il decadimento β+. Nel primo caso, un nucleo instabile emette un elettrone e un antineutrino, portando alla trasformazione di un neutrone in un protone. Un esempio di questo processo è quello del carbonio-14, che emette un elettrone, frequentemente denotato come 0-1e o β–. Questo isotopo, con un numero atomico di 6 e un numero di massa di 14, contiene nel suo nucleo 6 protoni e 8 neutroni. La trasformazione genera un aumento del numero atomico a 7, corrispondente all’azoto, mantenendo invariato il numero di massa a 14, come rappresentato nella seguente equazione: 146C → 147N + 0-1e. Nel caso del decadimento β+, il nucleo instabile rilascia un positrone e un neutrino, permettendo così la conversione di un protone in un neutrone. In questo scenario, il numero di massa rimane costante mentre il numero atomico diminuisce di una unità. Un esempio di ciò è l’ossigeno-15 che si trasforma in azoto-15, come indicato nell’equazione seguente: 158O → 157N + 0-1e. Fonte Verificata
