Бета-нурланиш(Бета-парчаланиш) – атом ядросидаги заиф кучларнинг таъсири натижасида юзага келадиган радиоактив парчаланиш тури. Ушбу жараёнда бета-заррачалар деб аталувчи электронлар ёки позитронлар ҳосил бўлади ва ядродан чиқарилади. Бета-нурланиш иккига бўлинади: бета-минус (β⁻) ва бета-плус (β⁺) нурланиш. Бета-заррачалар алфа-заррачаларга қараганда кичикроқ ва енгилроқ бўлиб, улар нисбатан юқори кириш қобилиятига эга.
Бета-минус парчаланиш ядродаги нейтрон протонга айланганда юзага келади:
n → p + β− + νe
Бу ерда β− – электрон, νˉe эса антинейтрино.
Бета-плус парчаланиш протоннинг нейтронга айланиши билан ҳосил бўлади:
n → p + β− + νe
Бу жараёнда β+ – позитрон, νˉe эса нейтрино ҳисобланади.
Бета-нурланишнинг хусусиятлари
Бета-нурланиш ионлаштирувчи нурланиш бўлиб, у модда билан ўзаро таъсир қилганда энергиясининг бир қисмини ионизатсия ва уйғотиш жараёнларига сарфлайди. Уларнинг ҳаводаги учиш масофаси бир неча метрга, қаттиқ моддалар ёки суюқликларда эса миллиметр даражасига етиши мумкин. Пластмасса, алюминий қатлами ёки сув бета-заррачаларни самарали тарзда ушлаб қолади.
Атом ядросининг бета минус парчаланиши
Бета-нурланишнинг энергия спектри узлуксиздир, яъни заррача энергияси нол билан максимал қиймат оралиғида ўзгариши мумкин. Бу ҳолат парчаланиш жараёнидаги нейтрино иштирок этиши билан боғлиқ.
Бета-нурланишнинг манбалари
Бета-нурланишнинг табиий ва сунъий манбалари мавжуд. Табиий манбаларга калий-40, карбон-14 каби радиоактив изотоплар киради. Сунъий манбалар эса реакторлар ва уран ёқилғиси парчаланиши натижасида ҳосил бўладиган радиоактив изотоплардир.
Мисол сифатида ёд-131 изотопининг парчаланишини кўриб чиқамиз:
131I → 131Xe + β− + νe
Бу жараёнда ёд ядроси бета-минус нурланиш орқали ксенон-131 изотопига айланади.
Бета-нурланишнинг қўлланилиши
Бета-нурланиш замонавий илм-фан ва технологиянинг кўплаб соҳаларида қўлланилади:
Тиббиёт
Бета-нурланиш тиббиётда диагностика ва терапияда муҳим рол ўйнайди. Масалан, ёд-131 изотопи қалқонсимон без касалликларини аниқлаш ва даволашда кенг қўлланилади. Шунингдек, бета-терапия саратон касаллигини нишонли тарзда даволашда ишлатилади, бунда бета-заррачалар ўсма тўқималарига селектив таъсир кўрсатади.
Саноат
Бета-нурланишни материалларнинг қалинлигини назорат қилишда фойдаланилади. Масалан, рулонли металл ёки қоғоз ишлаб чиқаришда бета-заррачалар ёрдамида маҳсулотнинг бир хилдаги қалинлиги аниқланади.
Археология ва геология
Бета-нурланиш ёрдамида радиоактив карбон-14 изотопи асосида қадимий органик материалларнинг ёшини аниқлаш (радиокарбон даталаш) усули кенг қўлланилади. Бу усул маданий мерос обектларини тадқиқ қилишда катта аҳамиятга эга.
Энергетика
Бета-нурланиш термоелектрик генераторларда қўлланилиб, радиоактив изотоплардан электр энергияси олиш имконини беради. Бу технология, хусусан, узоқ муддатли космик аппаратларда ишлатилади.
Бета-нурланишнинг хавфи ва ҳимоя чораси
Бета-нурланиш, ионлаштирувчи хусусиятга эга бўлганлиги сабабли, инсон организмига зарар етказиши мумкин. Тери ёки кўз каби ташқи аъзоларни шикастлаши, ички аъзоларни эса бета-заррачалар манбаси организм ичига кирган тақдирда зарарлаши мумкин.
Ҳимоя чораларига қуйидагилар киради:
- Бета-заррачаларни ушлаб қолувчи материаллардан фойдаланиш (алюминий, пластмасса).
- Бета-нурланиш манбалари билан ишлашда махсус муҳофаза кийимлари кийиш.
- Радиоактив материаллар билан ишлашда хавфсизлик қоидаларига риоя қилиш.
Тадқиқот ва истиқболлар
Бета-нурланиш бўйича олиб борилаётган тадқиқотлар унинг янги қўлланилиш имкониятларини очиб бермоқда. Масалан, нанозаррачалар билан бирга бета-нурланишни саратон терапиясида ишлатиш истиқболлари ўрганилмоқда. Шунингдек, бета-заррачалар ёрдамида квант ҳисоблаш учун зарур бўлган энергия даражалари назорат қилинмоқда.
Хулоса
Бета-нурланиш атом ядросидаги мураккаб жараёнларнинг намунасидир ва унинг табиати инсониятга кўплаб фойдали имкониятлар яратмоқда. Бета-нурланишнинг ионлаштирувчи хусусиятлари тиббиётдан саноатгача бўлган кенг соҳаларда қўлланилса-да, унинг хавфли таъсиридан ҳимояланиш муҳимдир. Ушбу нурланишни чуқур ўрганиш ва унинг технологик ривожланишда қўлланилиши келажакда янги ютуқларга йўл очиши кутилмоқда.