베타선(Beta ray, β-ray, β선) 혹은 베타 입자(Beta particle)는 방사선(radioactive ray)의 하나로 핵(nucleus)이 베타붕괴할 때 방출되는 에너지가 높은 전자의 흐름이다. β선의 최대 에너지는 약 0.2MeV 정도이며 투과력 및 이온화작용은 알파선과 감마선의 중간 정도이다. 베타선은 β+선과 β-선 2가지로 구분되며 β+선의 본질은 양전자(positron), β-선의 본질은 전자(electron)이다.[1][2][3][4]
개요
베타선은 칼륨-40과 같은 몇몇 방사능 핵종에서 방출되는 고에너지, 고속의 전자나 양전자 입자를 말한다. 전리 방사선의 형태로 방출되는 베타 입자를 베타 광선이라 하며 베타 입자의 방출 과정은 베타 붕괴라 부른다. 베타는 그리스 문자 베타(β)에서 따온 것이다. 칼륨과 같은 방사성 원자핵에서 방출되는 높은 에너지와 높은 속도를 가진 전자 또는 양전자를 베타입자라고 한다. 베타입자들은 베타선이라는 전리방사선의 형태로 방출된다. 베타 붕괴는 불안정한 모핵종이 베타선을 방출하며 안정되는 것으로 원자핵에서 중성자가 양성자로 변환하거나 그 반대로 양성자가 중성자로 변하면서 불안정한 전자/양전자를 고속으로 방출하며 안정되는 것을 말한다. 감마선(γ선)의 내부전환 또는 광전효과에 의한 2차전자선, 인공적으로 만들어진 고에너지전자선 등도 β선이라고 부른다. β선의 투과력은 약하며 통상의 에너지의 것은 1cm 정도의 플라스틱판으로 충분히 차폐된다.
베타선은 불안정한 핵이 베타붕괴를 통해 안정 상태로 천이할 때 방출되고 파장이 짧고 에너지가 높아서 물질에 대한 투과력이 높다. 베타선이 전기장과 자기장을 통과할 때 크게 휘는 것으로 보아 베타입자가 음전기를 띠고 있음을 알 수 있다. 베타선은 고속의 전자 흐름으로 음극선과 기본적인 성질은 같다. 베타입자는 방사성 원소의 원자핵에서 방출된 전자이고, -e의 음전하를 가지며 질량은 매우 작으나 비전하는 크다. 방사성 원소의 원자핵에서 방출된 직후의 속력은 광속의 약 98%에 가깝다. 베타선을 이루는 베타입자는 매우 빠른 속력을 가졌지만 정지질량이 매우 작기 때문에 운동에너지는 0.2Mev 정도의 작은 값을 갖는다. 따라서 전지, 사진, 형광 작용은 보통 정도이고 투과력은 알파선과 감마선의 중간이다. 베타선 역시 어느 정도 물질에 침투할 수 있고 이 과정에서 분자의 구조를 바꾸어 DNA에 영향을 미칠 수 있다. 이것은 돌연변이를 일으켜 정상세포를 암세포로 바꾸게 하거나 정상세포를 죽게 할 위험이 있다. 반대로 베타선을 적절히 조절하고 통제하여 암세포를 파괴하는 방사선 치료법에서도 사용할 수 있다.
β- 붕괴 (전자 방출)
β+ 붕괴 (양전자 방출)
각주
참고자료
같이 보기
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