β崩壊

β⁻崩壊は、原子レベルで見ると、原子核中の中性子が電子(β粒子)と反電子ニュートリノを放出して陽子になる。このため原子は原子番号が一つ大きくなる。

通常は、安定核種よりも中性子数の多い核種で起こり、生じる核種(娘核種)は安定核種であることが多い。

核子レベルでは、β⁻崩壊は次のように記述できる。

n → p⁺ + e⁻ + ν_e

クォークレベルで見ると、中性子(udd)のd(ダウンクォーク)からW⁻ウィークボソンが放出されてu(アップクォーク)へと変化し、結果として陽子(uud)となる。また放出されたW⁻ウィークボソンは崩壊によって反電子ニュートリノと電子となる。

クォークレベルでは、β⁻崩壊は次のように記述できる。

d^(1/3)− → u^(2/3)+ + W⁻

W⁻ → e⁻ + ν_e

∴ d^(1/3)− → u^(2/3)+ + e⁻ + ν_e

β⁺崩壊は、原子レベルで見ると、陽子が陽電子(β粒子)と電子ニュートリノを放出して中性子になる。このため原子は原子番号が一つ小さくなる。

通常は、安定核種よりも中性子数の少ない核種で起こり、生じる核種(娘核種)は安定核種であることが多い。

核子レベルでは、β⁺崩壊は次のように記述できる。

p⁺ → n + e⁺ + ν_e

クォークレベルで見ると、陽子(uud)のu(アップクォーク)からW⁺ウィークボソンが放出されてd(ダウンクォーク)へと変化し、結果として中性子(udd)となる。また放出されたW⁺ウィークボソンは崩壊によって電子ニュートリノと陽電子となる。

クォークレベルでは、β⁺崩壊は次のように記述できる。

u^(2/3)+ → d^(1/3)− + W⁺

W⁺ → e⁺ + ν_e

∴ u^(2/3)+ → d^(1/3)− + e⁺ + ν_e

陽子が、軌道上の電子を捕獲吸収して中性子に変化し、その際に電子ニュートリノとX線(特性X線)を放つ現象。このため原子は原子番号が一つ小さくなる。

反応のメカニズムは異なるが、その結果は、β⁺崩壊と同様である。

p⁺ + e⁻ → n + ν_e