[자연과학][현대물리실험] 베타붕괴[ β-spectroscopy] 보고서

현대물리실험
β-spectroscopy

A. 실험 목적

- 방사성 원소의 붕괴 시 자기장을 걸어주어 방출되는 전자의 개수를 측정한다. 이때 전류의 세기를 조정하여 자기장의 크기를 변화시켜주고 변화된 양에 따라 방출되는 전자의 개수를 측정한다.

B. 실험 이론

음의 베타 붕괴에서는, 다음과 같이 약한 상호작용에 의해 중성자(n0)가 양성자(p+)로 바뀌면서 전자(e-)와 전자 반중성미자(νe)를 방출하게 된다.
기본 입자 수준에서 생각하면, 이러한 현상은 아래 쿼크가 W- 보존을 방출하며 위 쿼크로 바뀌는 과정으로 이해할 수 있다. 여기서 방출된 W- 보존은 곧 붕괴하여 전자와 반중성미자가 된다.
양의 베타 붕괴에서는 양성자가 에너지를 흡수하여, 다음과 같이 중성자로 바뀌면서 양전자(position; e+)와 전자 중성미자(νe)를 방출하게 된다.
에너지 .
역시 기본 입자 수준에서, 이는 위 쿼크가 W+ 보존을 방출하고 아래 쿼크로 바뀌는 과정으로 볼 수 있으며, 방출된 보존은 곧 양전자와 중성미자로 붕괴한다.
음의 베타 붕괴와 다르게, 양의 베타 붕괴는 에너지를 필요로 하므로 (고립된) 양…(생략)

C. 실험

694.6

15.6311655

1556.3

47.4271371

1318.7

799.3