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Β粒子

Wikipedia · 2026-07-31 维基百科 👁 1 阅读

原子核構成的α射線很容易被一張紙擋住。由電子或正電子組成的β射線可以被鋁板擋住，但γ射線則需要用鉛或混凝土等高密度的材料才能阻擋]]

β粒子（英文：Beta particle），也被稱作β射線或β輻射，為β衰變時從原子核放射出的高能、高速的電子或正電子。β衰變可分為β−衰變和β+衰變，分別產生電子和正電子。

能量為0.5 MeV的β粒子大約有1公尺的射程，其距離取決於粒子能量。

β粒子是一種游離輻射，從的角度來說，它被認為比γ射線更容易游離，但比α粒子更不易游離。游離性越強，對生物組織的危害更大，穿透力則越低。

β衰變的形式
β−衰變（發射電子）
放出。一個反微中子會和電子一起放出。右下：自由中子衰變會產生一個質子、電子（β−射線）和反電微中子]]

一個擁有過量中子的不穩定原子核可能發生β−衰變，使中子轉變成質子、電子和反电中微子（微中子的反粒子）：

: → + +

這個過程由弱相互作用產生。中子放出W−玻色子變成質子。從夸克的尺度來看，下夸克經由放出W−玻色子變成上夸克，使中子（一個上夸克和兩個下夸克）變成質子（兩個上夸克和一個下夸克）。W−玻色子則衰變為一個電子和一個反微中子。

核子反應爐中製造的多中子核分裂產物時常發生β−衰變。自由中子也會透過這個過程衰變。這兩種途徑讓反應堆的燃料棒產生大量的β射線和反微中子。

β+衰變（發射正電子）
一個擁有過量質子的不穩定原子核可能發生β+衰變，使質子轉變成中子、正電子和电中微子：

: → + +

只有當子核結合能的絕對值比母核的大時，核內才會發生β+衰變（意即，子核處於低能階）。

β衰變圖
右方的衰變圖表展示了銫-137的β衰變。137Cs以其在661 KeV的伽瑪尖峰而著名，但那其實是由放射性子核種137mBa放出。此圖表展示了放射線的種類、能量，相對含量和衰變後的子核種。

磷-32，一個β粒子放射物，經常用於藥物治療，其有14.29天的短暫半衰期，並經過β衰變轉變為硫-32，如下方的核反應：

:

此衰變會放出1.709 MeV的能量

1900年，貝克勒以湯木生用來研究陰極射線及辨識電子的方法成功測量β粒子的荷質比（e/m）。他發現β粒子和湯木生所發現的電子的荷質比相同，因此他認為β粒子就是電子。

醫學
β粒子可以穿透生物組織並造成DNA的自發性突变。

β粒子可以用於放療以殺死癌細胞。

註釋
相關條目
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  • 粒子物理學
  • 中子辐射

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參考資料
延伸閱讀

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#基本物理概念 #放射性 #放射線學

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