Vi har på skolan läst att betapartikeln har högre energi än alfapartikeln. Vad beror det på? Vi är medvetna om att energinivån kan variera för både beta och alfa men vet vi exakt vad som orsakar denna skillnad i energi?

Energin från både Beta och Alfa absorberas sedan av sin omgivning och de stannar upp. Är det alfapartikelns storlek eller dess laddning som har störst betydelse för att alfapartikeln inte kommer så långt i luft och ännu kortare i fasta material?

Jag har försökt söka svar på dessa frågor men har bara hittat konstaterandena att alfa har kortast räckvidd och beta lite längre. Inte så mycket förklarande på detaljnivå om varför räckvidden är som den är.
/Petri M, Mariefreds skola, Mariefred

Svar:
Nej, det är tvärtom så att alfa-partikeln har typiskt högre energi är beta-partikeln. Som du säger varierar energin beroende på Q-värde. Sen är det en annan sak att beta-partiklarna på grund av sin lilla massa (och därmed höga hastighet) är mer genomträngande är alfa-partiklar, se fråga 12842 . Det är alltså framför allt partikelns hastighet som bestämmer hur mycket den stoppas upp i materia. Se länk 1 för ett Windows-program (SRIM) som beräknar laddade partiklars uppbromsning i materia.

I praktiken har alfa-partiklar en energi på 4-8 MeV och beta-partiklar typiskt 0-2 MeV medelenergi. Det finns flera skäl till detta:

1 Eftersom alfa-partikeln har mycket hög bindningsenergi och eftersom bindningsenergin för tunga kärnor ökar med minskande masstal (se figuren i fråga 1433 ), så har alfasönderfall ofta ganska höga Q-värden.

2 Betasönderfallet är en trekropparsprocess som förutom atokmärnan och elektronen involverar en neutrino. Beta-partikeln får då bara en del av sönderfallsenergin. Alfa-partikeln får å andra sidan hela den tillgängliga energin förutom en lite rekylenergi hos dotterkärnan.

3 Vid alfasönderfall måste alfa-partikeln ta sig genom en potentialbarriär. Om alfa-energin är lägre än c:a 4 MeV så är barriären så hög att penetrationssannolikheten är mycket liten. Vi ser alltså knappast några alfasönderfall med energier mindre än 4 MeV, se figuren i fråga 16296 .
/Peter E

Nyckelord: betasönderfall [15]; alfasönderfall [7]; radioaktivt sönderfall [38];

1 http://www.srim.org/