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| - 베타 붕괴(beta decay)는 핵물리학에서 방사성 감쇠 중 한 가지를 뜻하는 말로서, 베타 입자가 (전자 혹은 양전자를 뜻함) 방출되는 방사성 감쇠를 말한다. 전자가 방출될 경우에는 "베타 마이너스" (β-) 붕괴라 부르며, 양전자가 방출될 경우에는 "베타 플러스" (β+) 붕괴라 불린다. 베타 마이너스 붕괴에서는, 다음과 같이 약한 상호작용에 의해 중성자(n0)가 양성자(p+)로 바뀌면서 전자(e-)와 전자 반중성미자(electron anti-neutrino; )를 방출하게 된다. . 기본 입자 수준에서 생각하면, 이러한 현상은 아래 쿼크(down quark)가 W- 보존(boson)을 방출하며 위 쿼크(up quark)로 바뀌는 과정으로 이해할 수 있다. 여기서 방출된 W- 보존은 곧 붕괴하여 전자와 반중성미자가 된다. 베타 플러스 붕괴에서는 양성자가 에너지를 흡수하여, 다음과 같이 중성자로 바뀌면서 양전자(position; e+)와 전자 중성미자(electron neutrino; )를 방출하게 된다. . 역시 기본 입자 수준에서, 이는 위 쿼크가 W+ 보존을 방출하고 아래 쿼크로 바뀌는 과정으로 볼 수 있으며, 방출된 보존은 곧 양전자와 중성미자로 붕괴한다.
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| - 베타 붕괴(beta decay)는 핵물리학에서 방사성 감쇠 중 한 가지를 뜻하는 말로서, 베타 입자가 (전자 혹은 양전자를 뜻함) 방출되는 방사성 감쇠를 말한다. 전자가 방출될 경우에는 "베타 마이너스" (β-) 붕괴라 부르며, 양전자가 방출될 경우에는 "베타 플러스" (β+) 붕괴라 불린다. 베타 마이너스 붕괴에서는, 다음과 같이 약한 상호작용에 의해 중성자(n0)가 양성자(p+)로 바뀌면서 전자(e-)와 전자 반중성미자(electron anti-neutrino; )를 방출하게 된다. . 기본 입자 수준에서 생각하면, 이러한 현상은 아래 쿼크(down quark)가 W- 보존(boson)을 방출하며 위 쿼크(up quark)로 바뀌는 과정으로 이해할 수 있다. 여기서 방출된 W- 보존은 곧 붕괴하여 전자와 반중성미자가 된다. 베타 플러스 붕괴에서는 양성자가 에너지를 흡수하여, 다음과 같이 중성자로 바뀌면서 양전자(position; e+)와 전자 중성미자(electron neutrino; )를 방출하게 된다. . 역시 기본 입자 수준에서, 이는 위 쿼크가 W+ 보존을 방출하고 아래 쿼크로 바뀌는 과정으로 볼 수 있으며, 방출된 보존은 곧 양전자와 중성미자로 붕괴한다. 베타 마이너스 붕괴와 다르게, 베타 플러스 붕괴는 에너지를 필요로 하므로 (고립된 양성자에게서) 스스로 일어날 수 없다. (중성자의 질량이 양성자보다 크다는 사실을 상기하라.) 베타 플러스 붕괴는 따라서 결합 에너지의 절대값이 어머니 원자핵보다 딸 원자핵에서 더 큰 경우에만 핵 내부에서 일어날 수 있다. 이 두 결합 에너지의 차이만큼이 양성자를 중성자, 양전자, 중성미자로 변환하는 데에 쓰이고, 그리고도 남는 에너지는 생성물의 운동 에너지로 전환된다. 어떤 원자핵종이든, 결합 에너지의 차이가 충분하여 베타 플러스 붕괴를 일으킬 수 있다면 전자 포획도 역시 가능해진다. 전자 포획에서는 다음과 같이 원자를 구성하는 전자를 핵이 "잡아먹으면서" 중성미자를 방출하게 된다. 물론 전자 포획이 일어나기 위해서는 원자핵 주위에 전자 껍질(electron shell)이 조금이라도 있어야 가능하다. . 하지만 어머니 핵과 딸 핵의 에너지 차이가 크지 않은 경우에는, 전자 포획이 유일한 붕괴 방법이 되며 베타 플러스 붕괴는 불가능해진다. 반응에 관여하는 양성자와 중성자가 원자핵에 속해 있는 경우, 이러한 붕괴에 의해 하나의 원소가 다른 원소로 바뀌게 된다. 예를 들면 다음과 같다. (베타 마이너스 붕괴), (베타 플러스 붕괴), (전자 포획). 베타 붕괴가 일어나면 핵자의 개수(A)는 그대로이며 전하(Z)만 바뀐다. (베타 마이너스 붕괴에서는 Z가 하나 증가하고, 플러스 붕괴에서는 하나 감소한다.) 따라서 A가 같은 핵종을 통틀어 하나의 집합으로 생각할 수 있는데, 이를 동중 원소(isobaric element)라 부른다. 이들 중 최소한 하나는 "베타 붕괴에 대해 안정적"(beta stable)이다. (왜냐하면 질량이 가장 작은 핵종이 있을 것이고, 이 핵종은 외부에서 에너지가 주어지지 않는 한 더 무거운 핵으로 바뀔 수 없을 것이기 때문이다.) 하지만 베타 붕괴에 안정적인 원소라도 알파 붕괴 등 다른 방법으로 붕괴할 수도 있다. 자연계에 존재하는 대부분의 동위 원소는 베타 붕괴에 안정적이지만, 일부는 베타 붕괴를 일으킬 수 있음에도 불구하고 반감기가 핵합성 이후 흐른 시간에 비해 충분히 길어서 자연계에 아직 남아있기도 하다. 일례로 칼륨 40(40K)은 베타 마이너스 붕괴, 베타 플러스 붕괴, 전자 포획을 모두 일으킬 수 있으며 반감기는 1.277×109 년이다. 어떤 핵은 이중 베타 붕괴(ββ 붕괴)를 일으키기도 하는데, 이때 핵의 전하는 2 단위만큼 변한다. 거의 항상, 이중 베타 붕괴가 실제로 의미있는 경우는 단일 베타 붕괴가 에너지 측면에서 불가능할 경우이다. 왜냐하면, 만약 단일/이중 베타 붕괴가 모두 가능한 경우엔 대부분 단일 베타 붕괴의 확률이 훨씬 커서, 이중 베타 붕괴를 관측하기가 거의 불가능하기 때문이다. 이런 이유로, 이중 베타 붕괴를 연구할 때에는 보통 (단일) 베타 붕괴에 안정한 핵을 대상으로 하게 된다. 이중 베타 붕괴 역시 단일 베타 붕괴와 마찬가지로 핵자의 개수 A를 바꾸지 않으므로, 주어진 A의 값을 갖는 핵 중 단일/이중 베타 붕괴 모두에 안정적인 핵이 최소한 하나는 존재해야 한다. 베타 붕괴는 양자역학의 섭동(perturbation) 이론으로 해석할 수 있으며, 따라서 붕괴 속도는 페르미의 황금률(Fermi's golden rule)을 따른다.
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