o., radioactieve omzetting in atoomkernen, waarbij hetzij positief hetzij negatief geladen bètadeeltjes worden vrijgemaakt.
Bij bètaverval verandert het atoomnummer Z met één, terwijl het massanummer A hetzelfde blijft. Deze omzettingen zijn:
1. de uitzending (emissie) van bètadeeltjes die een negatieve lading hebben (beta-deeltje, identiek aan een elektron), waardoor het atoomnummer Z verandert in Z+1;
2. de uitzending van bètadeeltjes die een positieve lading hebben (beta-deeltje of positron genaamd), waardoor het atoomnummer Z gewijzigd wordt in Z—1;
3. het invangen door de atoomkern van één van de atomaire elektronen (zie atoommodel), meestal uit de K-schil van het atoom, waar door het atoomnummer Z verandert in Z—1. Het nettoresultaat van proces 1 is dat in de atoomkern een neutron wordt veranderd in een proton, en van processen 2 en 3 dat in de kern een proton wordt veranderd in een neutron. Beide laatste processen leiden voor de kern tot hetzelfde resultaat; zij komen dan ook in het algemeen als concurrerende processen naast elkaar voor. D.w.z. er bestaat een bepaalde kans dat de kern een beta-deeltje uitzendt en een bepaalde kans dat deze kern in plaats daarvan besluit een atomair elektron in te vangen. Bij bètaverval verandert het massagetal A niet, zodat men te maken krijgt met een aantal isobaren. Het is mogelijk om van een verzameling isobaren te voorspellen welke isobaren stabiel zijn, welke betaemissie zullen vertonen en welke door beta-emissie of elektronvangst zullen desintegreren; hiertoe dient men de zgn. stabiliteitscurven te beschouwen.
Bij het bètaverval komt een bepaalde hoeveelheid energie vrij. Deze energie wordt in het algemeen voor een deel, zeg Ebeta, aan de uitgezonden bètadeeltjes meegegeven; meestal ontstaat dan een nieuwe kern in een aangeslagen toestand (zie atoomkern). Deze kern gaat vervolgens naar de grondtoestand onder uitzending van gammastraling die de rest van de vrijgekomen energie voor zijn rekening neemt. Ook is het mogelijk dat bètadeeltjes met een andere energie, b.v. E'beta, worden uitgezonden waardoor de nieuwe kern in een andere aangeslagen toestand terechtkomt. Men ziet dat er diverse groepen van bètadeeltjes kunnen voorkomen met energie Ebeta, E'beta enz.
Meet men de energie van de bètadeeltjes van één van deze groepen, b.v. van die met Ebeta, dan blijkt dat deze bètadeeltjes niet alle dezelfde energie Ebeta hebben, maar dat alle energieën tussen nul en Ebeta voorkomen: men heeft te maken met een continu beta-spectrum. De meeste bètadeeltjes hebben een energie die kleiner is dan Ebeta en de vraag rijst waar de rest van de energie is gebleven. In 1931 stelde Pauli voor dat bij het bètaverval nóg een deeltje, het neutrino v of antineutrino v (elementaire deeltjes), moet vrijkomen dat de rest van de energie meevoert. Deze veronderstelling van Pauli is inmiddels experimenteel bevestigd. Het (anti)neutrino heeft een rustmassa nul, geen lading en een spin ½. Enkele voorbeelden van radioactieve omzettingen door middel van bètaverval:
tritium ³₁H2—³ 2He, + beta~ + v (betaverval)
²²₁₁Nan -²²₁₀Ne12 + beta+ + v (beta+ verval)
²²₁₁Na₁₁ + e~—²²₁₀Ne12 + v (elektronvangst)
Atoomkernen blijken te streven naar een situatie waarbij de aantallen neutronen en protonen zoveel mogelijk gelijk zijn. Daarom zal beta-emissie voorkomen bij kernen die een overschot aan neutronen ten opzichte van het aantal protonen hebben, terwijl beta+verval (positronemissie) en elektronvangst zal optreden bij kernen waarin een overschot aan protonen bestaat ten opzichte van het aantal neutronen. Voor een juist begrip zij erop gewezen dat bètadeeltjes niet als zodanig in atoomkernen bestaan; zij worden geschapen op het moment dat de kern vervalt als gevolg van zwakke kernkrachten wisselwerking (zie kernkracht).
Litt. M.Alonso en E.J.Finn, Fundamentele natuurkunde dl. 5 (1972).
