Cesko.wiki Přeměna beta plus
Author
Albert FloresPřeměna_beta_plus je science fiction povídka napsána českým spisovatelem Karlem Čapkem. Povídka byla poprvé publikována v roce 1927 v časopise Pestrý týden. Děj povídky se odehrává v nedaleké budoucnosti, kdy je objevena nová forma energie nazvaná přeměna beta plus. Tato energie je schopná proměnit hmotu na energii s obrovskou účinností. Hlavním vypravěčem příběhu je vedoucí výzkumného ústavu, který se touto novou energií nechá okouzlit. Sledujeme postupné využívání přeměny beta plus a jeho vliv na společnost. Energii začnou využívat průmyslové oblasti, zlepší se životní podmínky a technologický vývoj. Přeměna beta plus je však také předmětem mezinárodního zájmu. Země začínají soutěžit o monopol nad touto energií a dochází k diplomatickým a politickým sporům. Vypravěč se však začne obávat, že využívání této energie může mít nepředvídatelné důsledky. Je zde také otázka, zda by tato energie nemohla být použita vojensky a stát se zničující zbraní. Přeměna beta plus je zajímavá povídka, která se zabývá etickými a morálními otázkami spojenými s využíváním nových vědeckých objevů. Karel Čapek tak předznamenává problémy, které budou mnohem aktuálnější a diskutovanější v budoucnosti.
Přeměna beta plus (β+), též nazývaná vyzáření/emise pozitronu je druh radioaktivní přeměny, při které proton v atomovém jádru vyzáří pozitron a elektronové neutrino, přičemž se změní na neutron. Protonové číslo nuklidu se tak sníží o 1 a nukleonové číslo se nezmění. Tato přeměna je způsobena slabou jadernou interakcí.
Příkladem přeměny β+ je přeměna hořčíku-23 na sodík-23:
p=23|b=12Mg → p=23|b=11Na + e+ + νe
Jelikož taková přeměna snižuje protonové číslo nuklidu, objevuje se většinou u radionuklidů s velkým přebytkem protonů. Změna protonového čísla také znamená přeměnu na jiný chemický prvek.
Přeměna beta plus by neměla být zaměňována s přeměnou beta minus, kdy dochází k vyzáření elektronu a přeměně neutronu na proton, čímž protonové číslo vzroste o 1.
Objev přeměny
V roce 1934 prováděli Frédéric a Irène Joliot-Curie bombardování hliníku alfa částicemi za dosažení reakce p=4|b=2He + p=27|b=13Al → p=30|b=15P + p=1|b=0n, a zpozorovali, že produkt reakce p=30|b=15P vyzařuje pozitrony shodné s těmi, které našel roku 1932 Carl David Anderson v kosmickém záření, což byl první popsaný případ beta plus přeměny. Jev pojmenovali „umělá“ radioaktivita. +more Za objev umělé radioaktivity získali Nobelovu cenu.
β+ radioaktivní izotopy
Izotopy, u kterých probíhá tato přeměna a vyzařují tedy pozitrony, jsou například draslík-40, dusík-13, sodík-22, hliník-26 a jod-121. Příklad přeměny:
p=22|b=11Na → b=10Ne + e+ + νe
Zachování energie
Když je z původního jádra vyzářen pozitron, vzniklý (Z−1) atom se musí zbavit jednoho elektronu v obalu, aby atom zůstal neutrální. To znamená, že atom ztratí hmotnost dvou elektronů (jednoho od elektronu a jednoho od pozitronu) a přeměna beta plus je energeticky možná pouze tehdy, když je hmotnost vzniklého atomu alespoň o dvě hmotnosti elektronu (1,02 MeV) menší oproti původnímu atomu. +more Izotopy, u kterých při přeměně protonu na neutron jejich hmotnost vzroste nebo klesne o méně než 2me, se nemohou přeměňovat tímto způsobem.
Využití
β+ radioaktivní izotopy, například 11C, 13N, 15O a 18F, se používají v pozitronové emisní tomografii.