什么是β衰变(Beta Decay)？

β衰变是一种放射性衰变，在这种衰变中，原子核发生变化，从而释放出β粒子。其他类型的放射性衰变有α衰变和伽马衰变。除了是一个科学界普遍感兴趣的话题外，β衰变还有许多实际应用，尤其是在医学领域，β粒子有时用于缩小或杀死肿瘤。β衰变也可用于医学成像研究中作为示踪剂。β衰变有时在医学成像研究中用作示踪剂原子在不稳定时会经历β衰变，因为它们有太多的中子或太多的质子。为了使自己稳定，多余的中子或质子被转换，在这个过程中，原子也会变成另一种元素，因为原子核中粒子的总数保持不变，质子和中子的平衡也会改变β粒子可能会损伤精子。在β-衰变过程中，多余的中子变成了质子，原子核发射一个电子和一个反中微子，电子是β粒子，而反中微子是一个具有一些不寻常性质的粒子中微子和反中微子的存在早在20世纪30年代就被认为是存在的，但直到20世纪50年代，研究人员才得以证明这类粒子的存在。已经确定了三种中微子的味道，以及相应的反中微子。（是的，"味道"是粒子物理学的一个专业术语。）当原子核经历β+衰变时，质子转化为中子，原子核发射一个正电子和一个中微子。如图所示，β粒子可以是电子，也可以是正电子，这取决于原子核是经过β负衰变还是β正衰变。在研究人员意识到β粒子只是电子或正电子之前，他们把这些粒子称为"β射线"，"这就是为什么有些古文中提到了β射线。β粒子的穿透力比α粒子大，但比伽马粒子小。β粒子可以用厚金属片阻挡，然而，当人们在周围观察到大量的微粒时，这些微粒会相对安全地在空气中衰变如果进入体内，会造成严重破坏。有时，这种特性被用于优势，例如放射性元素被引入体内治疗癌症。然而，如果β粒子不是通过设计引入体内的，它们会通过干扰卵子和精子细胞β衰变发生在原子不稳定的时候。