Betaspektrum

Das Betaspektrum (auch β-Spektrum) repräsentiert die Energieverteilung der am Betazerfall beteiligten Teilchen.

Kontinuierliches Betaspektrum

Die beim Betazerfall frei werdende Energie wird auf die emittierten Teilchen Elektronen und Neutrino nach einem Wahrscheinlichkeitsgesetz verteilt, so dass das Betaspektrum ein kontinuierliches Spektrum ist. Es erstreckt sich von der Energie Null bis zur oberen Grenze, die durch die Umwandlungsenergie vermindert um die Rückstoßenergie des Tochterkerns gegeben ist.

Maximale Betaenergien:

• Neutron 0,78 MeV (β^-)
• ¹¹C 0,96 MeV (β⁺)
• ³⁷K 5,1 MeV (β⁺)
• ²⁰F 5,4 MeV (β^-)

Diskretes Betaspektrum

Wenn bei einer Betaumwandlung der Ausgangskern in verschiedene Energiezustände des Folgekerns übergeht, so überlagern sich mehrere einfache Betaspektren zu einem komplexen Betaspektrum. Die angeregten Tochterkerne gehen durch die Aussendung von Gammastrahlung in den Grundzustand über oder sie geben ihre Energie auf ein Hüllenelektron ab, das der K-, L- oder einer höheren Schale angehört. Auf diese Weise entsteht ein diskretes Betaspektrum. Dieser Vorgang wird als Konversion bezeichnet.

Eine andere Deutung diskreter Betaspektren liegt darin, dass die Gammastrahlung, die beim Übergang des angeregten Tochterkerns in den Grundzustand entsteht und die Elektronenhülle des Atoms durchdringt, einen Photoeffekt auslöst, indem ein Elektron der Hülle die Energie des Gammaquants aufnimmt und mit einer Energie gleich der Gammaenergie vermindert um die Ablösearbeit des Elektrons das Atom verlässt. In vielen Fällen überlappen sich das kontinuierliche und das diskrete Betaspektrum.