Ось тепер ми нарешті підійшли до відповіді на питання про походження таємничих бета-часток. Джерелом їхньої появи служить процес зворотний перетворенню протона на нейтрон, саме: перетворення нейтрона на протон. З логічних міркувань такий процес за аналогією пов'язаний з випромінюванням електрона (та сама бета-частинки). Адже втрата негативного заряду еквівалентна придбання позитивного. Але де в абсолютно незарядженому нейтроні можна знайти негативний заряд і випустити його на волю?
Насправді, якби все обмежувалося лише випромінюванням негативно зарядженої частки, це було б просто неможливо. Багатовіковий досвід привчив фізиків до думки, що ні негативний, ні позитивний заряд не можуть виникнути з нічого. Так само, як жоден із цих зарядів не може зникнути без жодного сліду. Такий закон збереження електричного заряду.
Насправді нейтрон не просто випускає на волю бета-частку; одночасно він утворює і протон, який повністю врівноважує негативний заряд останньої та підтримує сумарну нейтральність. Таким чином, у сумі жодного додаткового заряду не утворюється. Аналогічно, коли електрон зустрічається з позитроном і анігілює, сумарна зміна заряду також дорівнює нулю.
Коли протон випромінює позитрон, перетворюючись на нейтрон, вихідна частка (протон) має одиничний позитивний заряд, а дві підсумкові частки (нейтрон і позитрон) у сумі також мають заряд +1.
Ядро здатне також поглинути електрон, тоді протон усередині ядра перетворюється на нейтрон. Електрон з протоном (їх сумарний заряд дорівнює нулю) утворюють нейтрон, що не має заряду. Зазвичай ядро захоплює електрон з найближчої до нього К-оболонки, тому такий процес називається К-захват. Тут же вакантне місце займає електрон із більш віддаленої L-оболонки, що супроводжується виділенням енергії у вигляді рентгенівського випромінювання. Першим цей ефект описав 1938 року американський фізик Л. Альварес. Як правило, хімічні перетворення, пов'язані з переміщенням електронів, на ядерні реакції не впливають. Але оскільки у К-захопленні беруть участь як ядра, а й електрони, цей процес певною мірою пов'язані з хімічними змінами.
Накопичувачі важких іонів відкривають нові можливості у вивченні якостей екзотичних ядер. Зокрема, вони дозволяють накопичувати та протягом тривалого часу використовувати повністю іонізовані атоми – «голі» ядра. В результаті стає можливим дослідити властивості атомних ядер, у яких немає електронного оточення і в яких відсутній кулонівський вплив зовнішньої електронної оболонки з атомним ядром.
Мал. 3.2 Схема e-захоплення в ізотопі (ліворуч) та повністю іонізованих атомах та (праворуч)
Розпад на зв'язаний стан атома був вперше виявлений в 1992 р. Спостерігався β-розпад повністю іонізованого атома на зв'язані атомні стани. Ядро 163 Dy на N-Z діаграмі атомних ядер позначено чорним кольором. Це означає, що вона є стабільним ядром. Дійсно, входячи до складу нейтрального атома, ядро 163 Dy стабільне. Його основний стан (5/2+) може заселятися в результаті e-захоплення з основного стану (7/2+) ядра 163 Ho. Ядро 163 Ho, оточене електронною оболонкою, --радіоактивно і його період напіврозпаду становить ~10 4 років. Однак це справедливо, якщо розглядати ядро в оточенні електронної оболонки. Для повністю іонізованих атомів картина зовсім інша. Тепер основний стан ядра 163 Dy виявляється за енергією вище основного стану ядра 163 Ho і відкривається можливість для розпаду 163 Dy (рис. 3.2)
| → + e - + e. | (3.8) |
Електрон, що утворюється в результаті розпаду, може бути захоплений на вакантну К або L-оболонку іона. В результаті розпад (3.8) має вигляд
→ + e - + e (у зв'язаному стані).
Енергії β-розпадів на K та L-оболонки рівні відповідно (50.3±1) кеВ та (1.7±1) кеВ. Для спостереження розпаду на зв'язані стани K- і L-оболонки в накопичувальному кільці ESR в GSI було накопичено 108 повністю іонізованих ядер. Протягом часу накопичення в результаті β+-розпаду утворювалися ядра (рис. 3.3).
Мал. 3.3. Динаміка накопичення іонів: а - струм накопичених у накопичувальному кільці ESR іонів Dy 66+ під час різних стадій експерименту;
Так як іони Ho 66+ мають практично те саме M/q, що і іони первинного пучка Dy 66+, вони накопичуються на одній і тій же орбіті. Час накопичення становив ~ 30 хв. Для того, щоб виміряти період напіврозпаду ядра Dy 66+, накопичений на орбіті пучок необхідно було очистити від домішки іонів Ho 66+. Для очищення пучка від іонів в камеру інжектувалася аргонова газова струмінь щільністю 6·10 12 атом/см 2 діаметром 3 мм, яка перетинала накопичений пучок іонів у вертикальному напрямку. За рахунок того, що іони Ho66+ захоплювали електрони, вони вибували з рівноважної орбіти. Очищення пучка проходило протягом приблизно 500 с. Після чого газовий струмінь перекривався і в кільці продовжували циркулювати іони Dy 66+ і знову утворилися (після вимкнення газового струменя) в результаті розпаду іони Ho 66+. Тривалість цього етапу змінювалася від 10 до 85 хв. Детектування та ідентифікація Ho 66+ базувалися на тому, що Ho 66+ можна ще сильніше іонізувати. Для цього на останньому етапі накопичувальне кільце знову інжектувався газовий струмінь. Відбувалося обдирання останнього електрона з іона 163 Ho 66+ і в результаті виходив іон 163 Ho 67+. Поруч із газовим струменем розташовувався позиційно-чутливий детектор, яким реєструвалися іони, що вибувають з пучка 163 Ho 67+ . На рис. 3.4 показано залежність числа утворюються в результаті β-розпаду ядер 163 Ho від часу накопичення. На вставці показано просторову роздільну здатність позиційно-чутливого детектора.
Таким чином, накопичення в пучку 163 Dy ядер 163 Ho стало доказом можливості розпаду.
→ + e - + e (у зв'язаному стані).
Мал. 3.4. Відношення дочірніх іонів 163 Ho 66+ до первинних 163 Dy 66+ залежно від часу накопичення. На врізці пік 163 Ho 67+ зареєстрований внутрішнім детектором
Варіюючи інтервал часу між очищенням пучка від домішки Ho 66+ і часом реєстрації домішки іонів Ho 66+, що знову утворюються в пучку, можна виміряти період напіврозпаду повністю іонізованого ізотопу Dy 66+ . Воно виявилося рівним ~0.1 року.
Аналогічний розпад був виявлений і для 187 Re 75+. Отриманий результат дуже важливий для астрофізики. Справа в тому, що нейтральні атоми 187 Re мають період напіврозпаду 4·10 10 років і використовуються як радіоактивний годинник. Період напіврозпаду 187 Re 75+ становить лише 33±2 роки. Тому в астрофізичні виміри необхідно вносити відповідні виправлення, т.к. у зірках 187 Re найчастіше знаходиться в іонізованому стані.
Вивчення властивостей повністю іонізованих атомів відкриває новий напрямок досліджень екзотичних властивостей ядер, позбавлених кулонівського впливу зовнішньої електронної оболонки.
Бета-розпад -розпад, радіоактивний розпад атомного ядра, що супроводжується вильотом з ядра електрона або позитрону. Цей процес обумовлений мимовільним перетворенням одного з нуклонів ядра на нуклон іншого роду, а саме: перетворенням або нейтрона (n) на протон (p), або протона на нейтрон. У першому випадку з ядра вилітає електрон (е-) - відбувається так званий β-розпад. У другому випадку з ядра вилітає позитрон (е+) – відбувається β+-розпад. Вилітають за Б.-р. електрони та позитрони носять загальну назву бета-часток. Взаємні перетворення нуклонів супроводжуються появою ще однієї частки – нейтрино ( ν
) у разі β+-розпаду або антинейтрино А, рівне загальному числу нуклонів в ядрі, не змінюється, і ядропродукт є ізобар вихідного ядра, що стоїть від нього по сусідству праворуч в періодичній системі елементів. Навпаки, при β + -розпаді число протонів зменшується на одиницю, а число нейтронів збільшується на одиницю і утворюється ізобар, що стоїть по сусідству зліва вихідного ядра. Символічно обидва процеси Б.-р. записуються в наступному вигляді: де -Z нейтронів. Найпростішим прикладом (β - -розпаду є перетворення вільного нейтрону в протон з випромінюванням електрона та антинейтрино (період напіврозпаду нейтрону ≈ 13) хв): Більш складний приклад (β - -розпаду - розпад важкого ізотопу водню - тритію, що складається з двох нейтронів (n) і одного протону (p): Очевидно, що цей процес зводиться до β-розпаду пов'язаного (ядерного) нейтрону. У цьому випадку β-радіоактивне ядро тритію перетворюється на ядро наступного в періодичній таблиці елемента - ядро легкого ізотопу гелію 3 2 Не. Прикладом β + -розпаду може бути розпад ізотопу вуглецю 11 З наступною схемою: Перетворення протона на нейтрон усередині ядра може відбуватися і в результаті захоплення протоном одного з електронів з електронної оболонки атома. Найчастіше відбувається захоплення електрона Б.-р. спостерігається як у природно-радіоактивних, так і штучно-радіоактивних ізотопів. Для того, щоб ядро було нестійке по відношенню до одного з типів β-перетворення (тобто могло випробувати Б.-р.), сума мас частинок у лівій частині рівняння реакції повинна бути більшою за суму мас продуктів перетворення. Тому за Б.-р. відбувається виділення енергії. Енергію Б.-р. Еβ можна обчислити за цією різницею мас, користуючись співвідношенням Е = mc2,де з -швидкість світла у вакуумі. У разі β-розпаду де М -маси нейтральних атомів У разі β+-розпаду нейтральний атом втрачає один із електронів у своїй оболонці, енергія Б.-р. дорівнює: де me -маса електрона. Енергія Б.-р. розподіляється між трьома частинками: електроном (або позитроном), антинейтрино (або нейтрино) та ядром; кожна з легких частинок може забирати практично будь-яку енергію від 0 до E β, тобто їх енергетичні спектри є суцільними. Лише при К-захопленні нейтрино забирає завжди ту саму енергію. Отже, при β-розпаді маса вихідного атома перевищує масу кінцевого атома, а при β+-розпаді це перевищення становить не менше двох електронних мас. Дослідження Б.-р. ядер неодноразово ставило вчених перед несподіваними загадками. Після відкриття радіоактивності явище Б.-р. довгий час розглядалося як аргумент на користь наявності атомних ядрах електронів; це припущення виявилося у явному протиріччі із квантовою механікою (див. Ядро атомне). Потім мінливість енергії електронів, що вилітають за Б.-р., навіть породило в деяких фізиків зневіру до закону збереження енергії, т.к. було відомо, що у цьому перетворенні беруть участь ядра, що у станах із цілком певною енергією. Максимальна енергія електронів, що вилітають з ядра, якраз дорівнює різниці енергій початкового і кінцевого ядер. Але в такому випадку було незрозуміло, куди зникає енергія, якщо електрони, що вилітають, несуть меншу енергію. Припущення німецького вченого У. Паулі про існування нової частки - нейтрино - врятувало як закон збереження енергії, а й інший найважливіший закон фізики - закон збереження моменту кількості руху. Оскільки спини (тобто власні моменти) нейтрону і протона рівні 1/2, то для збереження спина в правій частині рівнянь Б.-р. може бути лише непарне число частинок зі спином 1/2. Зокрема, при β-розпаді вільного нейтрону n → p + e - + ν тільки поява антинейтрино виключає порушення закону збереження моменту кількості руху. Б.-р. має місце у елементів всіх частин періодичної системи. Тенденція до β-перетворення виникає внаслідок наявності у ряду ізотопів надлишку нейтронів або протонів у порівнянні з тією кількістю, яка відповідає максимальній стійкості. Т. о., тенденція до β+-розпаду або К-захоплення характерна для нейтронодефіцитних ізотопів, а тенденція до β-розпаду - для нейтронадлишкових ізотопів. Відомо близько 1500 β-радіоактивних ізотопів всіх елементів періодичної системи, крім найважчих (Z ≥ 102). Енергія Б.-р. нині відомих ізотопів лежить у межах від періоди напіврозпаду укладені у широкому інтервалі від 1,3 · 10 -2 сік(12 N) до Бета-розпад 21013 років (природний радіоактивний ізотоп 180 W). Надалі вивчення Б.-р. неодноразово призводило фізиків до краху старих уявлень. Було встановлено, що Б.-р. керують сили абсолютно нової природи. Незважаючи на тривалий період, що минув від часу відкриття Б.-р., природа взаємодії, що зумовлює Б.-р., досліджена далеко не повністю. Цю взаємодію назвали «слабкою», т.к. воно в 10 12 разів слабше ядерного і в 10 9 разів слабше електромагнітного (воно перевищує лише гравітаційну взаємодію; див. Слабкі взаємодії). Слабка взаємодія властива всім елементарним частинкам (крім фотона). Минуло майже півстоліття, перш ніж фізики виявили, що у Б.-р. може порушуватися симетрія між «правим» та «лівим». Це незбереження просторової парності було приписано властивостям слабких взаємодій. Вивчення Б.-р. мало ще одну важливу сторону. Час життя ядра щодо Б.-р. і форма спектру β-частинок залежать від тих станів, в яких знаходяться всередині ядра вихідний нуклон та нуклон-продукт. Тому вивчення Б.-р., крім інформації про природу та властивості слабких взаємодій, значно поповнило уявлення про структуру атомних ядер. Імовірність Б.-р. істотно залежить від того, наскільки близькі один до одного стану нуклонів у початковому та кінцевому ядрах. Якщо стан нуклону не змінюється (нуклон ніби залишається на колишньому місці), то ймовірність максимальна і відповідний перехід початкового стану в кінцевий називається дозволеним. Такі переходи притаманні Б.-р. легких ядер. Легкі ядра містять майже однакову кількість нейтронів та протонів. У більш важких ядер число нейтронів більше від протонів. Стани нуклонів різного ґатунку суттєво відмінні між собою. Це ускладнює Б.-р.; з'являються переходи, у яких Б.-р. відбувається з малою ймовірністю. Перехід утруднюється також через необхідність зміни спини ядра. Такі переходи називаються забороненими. Характер переходу позначається і формі енергетичного спектра β-частиц. Експериментальне дослідження енергетичного розподілу електронів, що випускаються β-радіоактивними ядрами (бета-спектру), проводиться за допомогою Бета-спектрометрів. Приклади β-спектрів наведені на рис. 1
і рис. 2
. Літ.:Альфа-, бета-і гамма-спектроскопія, під ред. К. Зігбана, пров. з англ., ст. 4, М., 1969, гол. 22-24; Експериментальна ядерна фізика, за ред. е. Сегре, пров. з англ., Т. 3, М., 1961. Е. М. Лейкін. Бета-спектр нейтрону. На осі абсцис відкладено кінетич. енергія електронів Е в кев, на осі ординат - число електронів N (Е) у відносних одиницях (вертикальними рисками позначені межі помилок вимірів електронів з цією енергією). Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія.
1969-1978
.
Дивитись що таке "Бета-розпад" в інших словниках:
Бета розпад, радіоактивні перетворення атомних ядер, у процесі до рьхх ядра випускають електрони і антинейтрино (бета розпад) чи позитрони і нейтрино (бета+ распад). Вилітають при Би. електрони та позитрони носять загальне назв. бета частинок. При… Великий енциклопедичний політехнічний словник
Сучасна енциклопедія
Бета-розпад- (b розпад), вид радіоактивності, при якому ядро, що розпадається, випускає електрони або позитрони. При електронному розпаді бета (b) нейтрон (внутрішньодеревий або вільний) перетворюється на протон з випромінюванням електрона і антинейтрино (дивись… …). Ілюстрований енциклопедичний словник
Бета-розпад- (β розпад) радіоактивні перетворення атомних ядер, у яких ядра випускають електрони і антинейтрино (β розпад) чи позитрони і нейтрино (β+ розпад). Вилітають при Би. електрони та позитрони носять загальну назву бета частинок (β частинок). Російська енциклопедія з охорони праці
- (b розпад). мимовільні (спонтанні) перетворення нейтрону n в протон р і протону в нейтрон всередині ат. ядра (а також перетворення на протон вільного нейтрона), що супроводжуються випромінюванням ел на е або позитрона е+ та електронних антинейтрино… Фізична енциклопедія
Мимовільні перетворення нейтрону в протон і протона в нейтрон всередині атомного ядра, а також перетворення вільного нейтрону в протон, що супроводжується випромінюванням електрона або позитрона і нейтрино або антинейтрино. подвійний бета розпад. Терміни атомної енергетики
- (Див. бета) радіоактивне перетворення атомного ядра, при якому випромінюються електрон і антинейтрино або позитрон, і нейтрино; при бета-розпаді електричний заряд атомного ядра змінюється на одиницю, масове число не змінюється. Новий словник. Словник іноземних слів російської мови
бета-розпад- бета-промені, бета розпад, бета частинки. Перша частина вимовляється [бета] … Словник труднощів вимови та наголоси в сучасній російській мові
Сущ., Кількість синонімів: 1 розпад (28) Словник синонімів ASIS. В.М. Тришин. 2013 … Словник синонімів
Бета розпад, бета розпаду. Орфографічний словник-довідник
Бета-розпад- (ß розпад) радіоактивне перетворення атомного ядра (слабка взаємодія), при якому випромінюються електрон та антинейтрино або позитрон і нейтрино; при Би. електричний заряд атомного ядра змінюється на одиницю, масове не змінюється. Велика політехнічна енциклопедія
Книги
- Набір таблиць. фізика. 9 клас (20 таблиць), . Навчальний альбом із 20 аркушів. Матеріальна точка. Координати тіла, що рухається. Прискорення. Закони Ньютона. Закон всесвітнього тяжіння. Прямолінійний та криволінійний рух. Рух тіла по…
Ядра атомів стійкі, але змінюють свій стан у разі порушення певного співвідношення протонів і нейтронів. У легких ядрах має бути приблизно порівну протонів та нейтронів. Якщо в ядрі занадто багато протонів або нейтронів, то такі ядра нестійкі і зазнають мимовільних радіоактивних перетворень, в результаті яких змінюється склад ядра і, отже, ядро атома одного елемента перетворюється на ядро атома іншого елемента. У цьому процесі випромінюються ядерні випромінювання.
Існують такі основні типи ядерних перетворень або види радіоактивного розпаду: альфа-розпад та бета-розпад (електронний, позитронний та К-захоплення), внутрішня конверсія.
Альфа-розпад -це випромінювання ядром радіоактивного ізотопу альфа-часток. Внаслідок втрати з альфа-частинкою двох протонів і двох нейтронів ядро, що розпадається, перетворюється на інше ядро, в якому число протонів (заряд ядра) зменшується на 2, а число частинок (масове число) на 4. Отже, при даному радіоактивному розпаді відповідно до правила усунення (зсуву), сформульованим Фаянсом і Содді (1913 р.), що утворюється (дочірній) елемент зміщений вліво щодо вихідного (материнського) на дві клітини вліво в періодичній системі Д. І. Менделєєва. Процес альфа-розпаду у загальному вигляді записується так:
де X символ вихідного ядра; Y символ ядра продукту розпаду; 4 2 He - альфа-частка, Q - звільнений надлишок енергії.
Наприклад, розпад ядер радію-226 супроводжується випромінюванням альфа-часток, при цьому ядра радію-226 перетворюються на ядра радон-222:
Енергія, що виділяється при альфе-розпаді, ділиться між альфа-частинкою та ядром обернено пропорційно їх масам. Енергія альфа-часток суворо пов'язана з періодом напіврозпаду даного радіонукліду (закон Гейгера-Неттола) . Це говорить про те, що, знаючи енергію альфа-часток, можна встановити період напіврозпаду, а за періодом напіврозпаду ідентифікувати радіонуклід. Наприклад, ядро полонію-214 характеризується значеннями енергії альфа-часток Е = 7,687 МеВ і Т 1/2 = 4,510 -4 с, тоді як для ядра урану-238 Е = 4,196 МеВ і Т 1/2 = 4, 510 9 років. Крім того, встановлено, що чим більша енергія альфа-розпаду, тим швидше він протікає.
Альфа-розпад – досить поширене ядерне перетворення важких ядер (уран, торій, полоній, плутоній та ін. з Z> 82); в даний час відомо більше 160 альфа-випромінюючих ядер.
Бета-розпад –мимовільні перетворення нейтрону в протон або протона в нейтрон усередині ядра, що супроводжуються випромінюванням електронів позитронів і антинейтрино 
або нейтрино е.
Якщо в ядрі є надлишок нейтронів (“нейтронне навантаження” ядра), то відбувається електронний бета-розпад, при якому один з нейтронів перетворюється на протон, випускаючи при цьому електрон та антинейтрино:
.
При цьому розпаді заряд ядра і, відповідно, атомний номер дочірнього ядра збільшується на 1, а масове число не змінюється, тобто дочірній елемент зрушений у періодичній системі Д. І. Менделєєва на одну клітинку праворуч від вихідного. Процес бета-розпаду у загальному вигляді записується так:
.
У такий спосіб розпадаються ядра з надлишком нейтронів. Наприклад, розпад ядер стронцію-90 супроводжується випромінюванням електронів і перетворенням їх на ітрій-90:
Часто ядра елементів, що утворюються при бета-розпаді, мають надмірну енергію, яка вивільняється випромінюванням одного або кількох гамма-квантів. Наприклад:
Електронний бета-розпад характерний для багатьох природних та штучно отриманих радіоактивних елементів.
Якщо несприятливе співвідношення нейтронів і протонів в ядрі обумовлено надлишком протонів, відбувається позитронний бета-розпад, при якому ядро випускає позитрон і нейтрино в результаті перетворення протона в нейтрон всередині ядра:
Заряд ядра і відповідно атомний номер дочірнього елемента зменшується на 1, масове число не змінюється. Дочірній елемент займатиме місце в періодичній системі Д. І. Менделєєва на одну клітинку вліво від материнського:
Позитронний розпад спостерігається у деяких штучно одержаних ізотопів. Наприклад, розпад ізотопу фосфору-30 з утворенням кремнію-30:
Позитрон, вилетівши з ядра, зриває з оболонки атома зайвий електрон (слабко пов'язаний з ядром) або взаємодіє з вільним електроном, утворюючи пару позитрон-електрон. Внаслідок того, що частка і античастка миттєво взаємознищуються з виділенням енергії, то утворена пара перетворюється на два гамма-кванти з енергією, еквівалентною масі частинок (e + іe -). Процес перетворення пари “позитрон-електрон” у два гамма-кванти зветься анігіляції (знищення), а електромагнітне випромінювання, що виникає, називається анігіляційним. У разі відбувається перетворення однієї форми матерії (частинок речовини) в іншу (випромінювання). Це підтверджується існуванням зворотної реакції – реакції утворення пари, коли електромагнітне випромінювання досить високої енергії, проходячи поблизу ядра під впливом сильного електричного поля атома, перетворюється на пару “электрон-позитрон”.
Таким чином, при позитронному бета-розпаді в кінцевому результаті за межі материнського ядра вилітають не частинки, а два гамма-кванти, що володіють енергією в 0,511 МеВ кожен, що дорівнює енергетичному еквіваленту маси спокою частинок - позитрона і електрона E = 2m e0 .
Перетворення ядра може бути здійснено шляхом електронного захоплення, коли один з протонів ядра мимоволі захоплює електрон з однією з внутрішніх оболонок атома (K, Lі т. Д.), Найчастіше з К-оболонки, і перетворюється на нейтрон. Такий процес називають також К-захопленням. Протон перетворюється на нейтрон згідно наступної реакції:
При цьому заряд ядра зменшується на 1, а масове число не змінюється:
Наприклад,
При цьому місце, звільнене електроном, займає електрон із зовнішніх оболонок атома. Внаслідок перебудови електронних оболонок випускається квант рентгенівського випромінювання. Атом, як і раніше, зберігає електричну нейтральність, тому що кількість протонів в ядрі при електронному захопленні зменшується на одиницю. Таким чином, цей тип розпаду призводить до тих самих результатів, що і позитронний бета-розпад. Характерний він, зазвичай, для штучних радіонуклідів.
Енергія, що виділяється ядром при бета-розпаді конкретного радіонукліда, завжди постійна, але через те, що при цьому типі розпаду утворюється не дві, а три частинки: ядро віддачі (дочірнє), електрон (або позитрон) і нейтрино, то енергія по-різному у кожному акті розпаду перерозподіляється між електроном (позитроном) і нейтрино, тому що дочірнє ядро завжди забирає ту саму порцію енергії. Залежно від кута розльоту нейтрино може забирати велику чи меншу енергію, у результаті електрон може отримати будь-яку енергію від нуля до деякого максимального значення. Отже, при бета-розпаді бета-частинки одного і того ж радіонукліду мають різну енергію,від нуля до деякого максимального значення, характерного розпаду даного радіонукліда. За енергією бета-випромінювання практично неможливо провести ідентифікацію радіонукліду.
Деякі радіонукліди можуть розпадатися одночасно двома або трьома способами: шляхом альфа- та бета-розпадів та через К-захоплення, поєднанням трьох типів розпадів. У разі перетворення здійснюються у суворо певному співвідношенні. Так, наприклад, природний довгоживучий радіоізотоп калій-40 (Т 1/2 =1,4910 9 років), вміст якого в природному калії становить 0,0119 %, піддається електронному бета-розпаду та К-захоплення:
(88% - електронний розпад),
(12% - К-захоплення).
З описаних вище типів розпадів, можна дійти невтішного висновку, що гамма-распада в “чистому вигляді” немає. Гамма-випромінювання тільки може супроводжувати різні типи розпадів. При випромінюванні гамма-випромінювання в ядрі не змінюються масове число, ні його заряд. Отже, природа радіонукліда не змінюється, а змінюється лише енергія, що міститься в ядрі. Гамма-випромінювання випускається при переході ядер зі збуджених рівнів більш низькі рівні, зокрема і основний. Наприклад, при розпаді цезію-137 утворюється збуджене ядро барію-137. Перехід із збудженого в стабільний стан супроводжується випромінюванням гамма-квантів:
Так як час життя ядер у збуджених станах дуже мало (зазвичай t 10 -19 с), то при альфа-і бета-розпадах гамма-квант вилітає практично одночасно із зарядженою часткою. Виходячи з цього, процес гамма-випромінювання не виділяють у самостійний вид розпаду. За енергією гамма-випромінювання, як і за енергією альфа-випромінювання, можна провести ідентифікацію радіонукліду.
Внутрішня конверсія.Порушений (внаслідок того чи іншого ядерного перетворення) стан ядра атома свідчить про наявність у ньому надлишку енергії. У стан з меншою енергією (нормальний стан) збуджене ядро може переходити не тільки шляхом випромінювання гамма-кванту або викиду будь-якої частинки, але й шляхом внутрішньої конверсії або конверсії з утворенням електрон-позитронних пар.
Явище внутрішньої конверсії у тому, що ядро передає енергію збудження одному з електронів внутрішніх верств (К-, L- чи М-шар), який у результаті виривається межі атома. Такі електрони отримали назву конверсійних електронів. Отже, випромінювання електронів конверсії обумовлено безпосередньою електромагнітною взаємодією ядра з електронами оболонки. Конверсійні електрони мають лінійний спектр енергії на відміну від електронів бета-розпаду, що дають суцільний спектр.
Якщо енергія збудження перевищує 1,022 МеВ, то перехід ядра в нормальний стан може супроводжуватися випромінюванням пари "електрон-позитрон" з подальшою їх анігіляцією. Після того як відбулася внутрішня конверсія, в електронній оболонці атома з'являється вакантне місце вирваного електрона конверсії. Один з електронів більш віддалених шарів (з вищих енергетичних рівнів) здійснює квантовий перехід на «вакантне» місце з випромінюванням характеристичного рентгенівського випромінювання.