Beta ışıması nasıl olur?

Beta Işıması Nasıl Olur?

Beta ışıması, atom çekirdeğindeki dengesizlikleri gidermenin bir yolu. Çekirdeğin içindeki proton ve nötron sayısı arasındaki oran bozulduğunda, çekirdek daha kararlı hale gelmek için bir dönüşüm geçirir. İşte bu dönüşüm sırasında beta ışıması meydana gelir.

Beta ışımasının iki ana türü var:

Beta Eksi (β⁻) Işıması

Bu, en sık karşılaştığımız tür. Çekirdekte aşırı sayıda nötron olduğunda gerçekleşir. Basitçe anlatmak gerekirse, bir nötron çekirdeğin içinde bir elektrona (beta parçacığı) ve bir antinötrinoya dönüşür. Bu süreçte nötron sayısı bir azalır, proton sayısı bir artar. Sonuç olarak, atom numarası bir artar ve atom bir üst elemente dönüşür.

Örneğin, Karbon-14 (¹⁴C), beta eksi ışıması yapan meşhur bir izotoptur. Karbonun çekirdeğinde 6 proton ve 8 nötron vardır. Bu fazlalık nötron, ¹⁴C'yi kararsız kılar. ¹⁴C'nin bir nötronu bir elektrona ve bir antinötrinoya dönüşerek Nitrojen-14'e (¹⁴N) çevrilir. Bu dönüşümün ortalama ömrü yaklaşık 5730 yıldır.

Beta Artı (β⁺) Işıması

Bu türde ise durum tam tersi. Çekirdekte aşırı sayıda proton olduğunda görülür. Burada bir proton, bir pozitrona (karşıt elektron) ve bir nötrinoya dönüşür. Bu dönüşümde proton sayısı bir azalır, nötron sayısı bir artar. Atom numarası bir azalır ve atom bir alt elemente dönüşür.

Bir örnek olarak, Flor-18 (¹⁸F) izotopunu verebiliriz. Flor-18, pozitron emisyon tomografisinde (PET) kullanılan bir izotoptur. Bir proton, bir pozitrona ve bir nötrinoya dönüşerek Oksijen-18'e (¹⁸O) evrilir. Flor-18'in yarı ömrü ise sadece yaklaşık 109 dakikadır.

Elektron Yakalama (EC)

Beta artı ışımasına benzer bir durum da elektron yakalama (EC) ile gerçekleşir. Burada çekirdek, kendi yörüngesindeki bir elektronu yakalar. Yakalanan bu elektron, çekirdekteki bir proton ile birleşerek bir nötrona ve bir nötrinoya dönüşür. Sonuç, beta artı ışıması ile aynıdır: proton sayısı azalır, nötron sayısı artar.

Kobalt-57 (⁵⁷Co), elektron yakalama ile bozunan bir izotoptur. Bir elektron yakaladığında demir-57'ye (⁵⁷Fe) dönüşür. Bu süreçte genellikle X-ışınları da yayılır çünkü yörüngedeki elektronun boşalttığı yer, daha üst enerji seviyesindeki bir elektron tarafından doldurulur.

Pratik Bilgiler ve Öneriler

Beta ışıması yapan radyoaktif maddelerle çalışırken dikkatli olmak gerekir. Beta parçacıklarının enerjileri genellikle birkaç MeV (mega-elektronvolt) civarındadır. Bu enerjiler, alfa parçacıklarından daha fazla yol almalarını sağlar ama gama ışınları kadar derin nüfuz etmezler.

• Korunma: Beta parçacıklarını durdurmak için yaklaşık 1 cm kalınlığında bir plastik (örneğin pleksiglas) veya alüminyum yeterli olacaktır. Metal plakaların veya kalın giysilerin bu parçacıkları bloke etme gücü vardır.
• Aşinalık: Beta yayıcıların yarı ömürleri çok çeşitlidir. Bazıları saniyeler sürerken, bazıları binlerce yıl devam edebilir. Bu, kullandığınız maddeye göre güvenlik önlemlerinizi ayarlamanız gerektiği anlamına gelir.
• Sağlık: Beta parçacıkları cildin dış katmanlarına zarar verebilir. Yutulması veya solunması durumunda ise iç organlara daha fazla zarar verme potansiyeli taşır. Bu yüzden maruziyeti minimumda tutmak esastır.