Wat is bètaverval?

Bètaverval is een type radioactief verval dat optreedt bij instabiele atoomkernen. Er zijn drie variaties van bètaverval: bèta-min verval, bèta-plus verval en K-vangst (elektronenvangst).

Bèta-min verval (β⁻-verval)

Dit gebeurt wanneer een atoomkern te veel neutronen heeft. Een neutron in de kern vervalt dan in een proton en een elektron (bètadeeltje), dat wordt uitgezonden. Het massagetal blijft gelijk, maar het atoomnummer neemt met één toe, omdat er een proton bij komt.

De algemene reactie voor bèta-min verval is: ${}_0^1n \rightarrow {}_1^1p + {}_{-1}^0e$ Hierbij staat $n$ voor een neutron, $p$ voor een proton en $e$ voor een elektron.

Een voorbeeld hiervan is het verval van Thorium-234 (Th-234) naar Protactinium-234 (Pa-234): ${}_{90}^{234}Th \rightarrow {}_{91}^{234}Pa + {}_{-1}^0e$ Het elektron kan ook worden genoteerd als $\beta^-$.

Bèta-plus verval (β⁺-verval)

Dit treedt op wanneer een atoomkern te veel protonen heeft. Een proton in de kern vervalt dan in een neutron en een positron. Een positron heeft dezelfde eigenschappen als een elektron, maar is positief geladen. Dit proces zorgt ervoor dat het atoomnummer (aantal protonen) met één afneemt, terwijl het massagetal (aantal protonen en neutronen) gelijk blijft.

De algemene reactie voor bèta-plus verval is: ${}_1^1p \rightarrow {}_0^1n + {}_{+1}^0e$ Hierbij staat $p$ voor een proton, $n$ voor een neutron en $e$ voor een positron.

Een voorbeeld is het verval van Natrium-22 (Na-22) naar Neon-22 (Ne-22): ${}_{11}^{22}Na \rightarrow {}_{10}^{22}Ne + {}_{+1}^0e$ Het positron kan ook worden genoteerd als $\beta^+$.

K-vangst (elektronenvangst)

Bij K-vangst neemt de atoomkern een elektron op uit de binnenste (K-)schil. Dit elektron combineert met een proton in de kern, waardoor een neutron ontstaat. Hierbij komt vaak ook gammastraling vrij. Het massagetal blijft gelijk, maar het atoomnummer neemt met één af.

Een voorbeeld is het verval van Uranium-230 (U-230) naar Protactinium-230 (Pa-230): ${}_{92}^{230}U + {}_{-1}^0e \rightarrow {}_{91}^{230}Pa + \gamma$ Hierbij staat $e$ voor een elektron en $\gamma$ voor gammastraling.

Vaak wordt bètaverval (zowel bèta-min als bèta-plus) gevolgd door gammaverval, omdat de kern na het bètaverval nog in een aangeslagen toestand kan zijn en dan energie verliest in de vorm van een foton (gammastraling).