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β射線
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β射線實際上是高速運動的電子，帶一個單位負電荷，質量很小，為α粒子的17360。β粒子通過物質會與物質發生電離、激發、散射和韌致輻射三種作用。

天然放射系列的核素放出的β粒子的能量從0～4(MeV)。但鑑於β粒子的性質，一般情況β射線的穿透能力比α射線大約大100倍左右，能穿透幾毫米厚的鋁片。

中文名稱 : β射線

來 源 : 放射性原子核發射電子和中微子

輻射防護 : 時間，距離，屏蔽

速 度 : 光速的99%

危 害 : 引起病變、導致死亡

別 名 : β粒子流、貝塔射線

簡介

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高速運動的電子流0/-1e，貫穿能力很強，電離作用弱，本來物理世界裡沒有左右之分的，但貝塔射線卻有左右之分。貝塔粒子即β粒子，是指當放射性物質發生β衰變，所釋出的高能量電子，其速度可達至光速的99%。在β衰變過程當中，放射性原子核通過發射電子和中微子轉變為另一種核，產物中的電子就被稱為β粒子。在正β衰變中，原子核內一個質子轉變為一個中子，同時釋放一個正電子，在「負β衰變」中，原子核內一個中子轉變為一個質子，同時釋放一個電子，即β粒子。

發現歷史

1896年貝克勒爾發現天然放射性之後，居里夫婦從瀝青中提取出了天然放射性單質元素釙和鐳，用信服的實驗結果證實了自然界中確實存在放射性元素，從此拉開了放射性研究的序幕。為了進一步了解所謂的「放射性」究竟是什麼物質，英國的物理學家盧瑟福開展了幾個關鍵性物理實驗，並由此建立起了物理學的一個新的分支——原子物理學。

1897到1899年間，劍橋大學的盧瑟福在貝克勒爾的發現基礎上，針對放射元素鈾的發出的射線做了深入的研究。我們知道天然射線穿透能力很強，可以使厚紙包裹的底片感光。為了研究天然射線究竟能穿透什麼材料，盧瑟福試着用層層鋁箔把鈾鹽包裹起來。他發現天然射線實際上存在兩種，一種可以很輕易地用紙或單層鋁箔就可以擋住，而另一種需要多層鋁箔才能包住。於是盧瑟福用希臘字母把前者命名為α射線，後者命名為β（貝塔）射線。不久，法國物理學家維拉爾從鈾鹽中又發現了一種穿透力更強的射線，稱為γ射線。

相互作用

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電離和激發

電離：β粒子的比電離值比相同能量的α粒子小很多，帶電粒子通過物質時，在徑跡上將產生很多離子對，射線在單位路程上產生的離子對數目被稱為比電離或電離密度。對於單能快速電子，在空氣中的比電離值與電子的速度有關，速度越大，比電離值越小，(-dE/dx)也越小，穿透本領也越強。

物質原子電離（內層電子電離後外層電子補空位）後發射特徵X射線：快速電子將殼層電子擊出原子之外，該殼層就產生了空位，當外層電子向內層躍遷時，將兩殼層間的能量差以Ｘ射線的形式發射出來，這種Ｘ射線具有確定的能量。

激發：物質原子激發（內層電子受激躍遷後退激）後發出可見光和紫外線：快速電子與物質相互作用時，還會將物質中的原子的價電子激發至更高的能級，而他們返回基態時，會發出可見光和紫外線，這些次級輻射總稱為熒光。

散射和吸收

散射：β粒子與靶物質原子核庫侖場作用時，只改變運動方向，而不輻射能量，這種過程稱為彈性散射。由於電子的質量小，因而散射角度可以很大（與α粒子相比，β粒子的散射要大得多），而且會發生多次散射，最後偏離原來的運動方向。同時，入射電子能量越低，及靶物質的原子序數越大，散射也就越厲害。β粒子在物質中經過多次散射其最後的散射角可以大於90°，這種散射成為反散射。

吸收：β粒子在一些束縛能比較大的靶材上穿過時，由於能量有限，當能量耗盡時還未穿出，就有可能被靶材原子所束縛，從而被吸收，稱為介質原子核外電子的一員。其穿透距離（通常稱為射程，記為Ｒ）與入射粒子能量大小有關。

電磁輻射

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軔致輻射：當電子經過原子核附近時受庫倫場的加速會輻射電磁波，稱為軔致輻射。輻射損失率與原子序數的平方成正比，即電子打到重元素中，容易發生軔致輻射。重帶電粒子穿透介質時也有類似的輻射能量損失，只是因為質量較大而被忽略。

切倫科夫輻射：電子穿過介質時會使原子發生暫時極化，原子退極化時會發射波長在可見光範圍內的電磁波，稱為切倫科夫輻射。（盧希庭教授解釋）

另解：當電子在介質中運動速度v超過電磁波在介質中的傳播速度時，即v>c/n(n為介質折射率)，會在某一特定方向發射電磁波，稱為切倫科夫輻射。（楊福家院士解釋）

正負電子

除負電子能發生的一系列作用外，正電子被慢化至靜止狀態時還會發生正負電子的湮沒(annihilation)，向相反方向發射兩個湮沒光子，兩個光子的能量均為0.511Mev。

β射線的危害

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β射線是一種帶電荷的、高速運行、從核素放射性衰變中釋放出的粒子。人類受到來源於人造或自然界(氚，C－14等)β射線的照射，β射線比α射線更具有穿透力，但在穿過同樣距離，其引起的損傷更小。一些β射線能穿透皮膚，引起發射性傷害。但是它一旦進入體內引起的危害更大。β粒子能被體外衣服消減、阻擋或一張幾毫米厚的鋁箔完全阻擋。

電離輻射是一種有足夠能量使電子離開原子所產生的輻射。以下簡稱為輻射。一種輻射來源於一些不穩定的原子，這些放射性的原子(指的是放射性核素或放射性同位素)為了變得更穩定，原子核釋放出次級和高能光量子(γ射線)。上述過程稱為放射性衰變。例如，自然界中存在的天然核素鐳，氡，鈾，釷。此外，存在於人類活動(例如在核反應堆中的原子裂變)和自然界活動，同樣它們也釋放出電離輻射。在衰變過程中，輻射的主要產物有α，β和γ射線。X射線是另一種由原子核外層電子引起的輻射。

電離輻射能引起細胞化學平衡的改變，某些改變會引起癌變。電離輻射能引起體內細胞中遺傳物質DNA的損傷，這種影響甚至可能傳到下一代，導致新生一代畸形，先天白血病…在大量輻射的照射下，能在幾小時或幾天內引起病變，或是導致死亡。

輻射防護

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針對輻射的來源，輻射的危害。我們如何保護自己免受過量照射，在輻射防護中有三個主要因素：[[時間]、，距離、屏蔽。

1、時間

當你在輻射源附近時，你必須近可能留駐較短的時間，以減少輻射的照射。我們試想假設我們去海濱度假，例如你花費大量時間在在海濱上，如此你將暴露在太陽下，最後被太陽灼傷。如果你花費較少的時間在太陽下，而更多的時間在陰影處，你不至於被太陽灼傷。

2、距離

越是遠離輻射源，你將受到越少的照射。我們試想一場室外音樂會，你可能坐在表演者面前，或是坐在離舞台50碼的距離，或是坐在穿過街道的公園的草地上，你的耳朵將受到不同的刺激。你坐在表演者面前，你的耳朵將受到損傷。50碼處，你將接受平均水平。如果是坐在遠處的草坪上，你也許根本聽不見所舉行的音樂會。輻射暴露如同上述列子，越是靠近源，你受到損傷的幾率越大，越是遠離，照射越低。β粒子一般具有很強的穿透力能力，它在空氣中能走幾百厘米的路程，也就是說它們可以穿過幾毫米厚的鋁片。

3、屏蔽

如果你在輻射源周圍增加屏蔽，你將減少照射。這如同在雨天，你沒有傘的保護，將被淋濕。但是在傘的庇護下，一切照舊。

用途

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醫療作用

貝塔射線放射源有很廣泛的用途，尤其在醫療診斷、成像和治療領域。

1、碘-131用於甲狀腺疾病的治療，例如甲狀腺癌和突眼性甲狀腺腫（甲狀腺亢進的一種）。

2、磷-32用於分子生物學和遺傳學研究。

3、鍶-90常作為放射性示蹤劑應用於醫學和農業研究。

4、氚用於生命科學和藥物代謝研究以保證新藥物的安全性。氘還用於發光的飛機、商業出口指示牌、發光的鐘面、計量器和腕錶。

5、碳-14是用於判斷30000年內的有機物年歲的可靠工具。

工業監測

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貝塔射線放射源還廣泛應用於工業儀器，如工業測厚儀，這主要是利用貝塔射線微弱的穿透能力來測量很薄的物質厚度。

β射線揚塵監測系統主要是針對揚塵進行檢測，揚塵污染不僅會污染環境，也會對人體造成危害。降低揚塵污染首先要進行檢測，貝塔射線揚塵監測系統可自動測量和記錄濃度，採用的是貝塔射線吸收法的工作原理，將C-14作為發射源，其發射恆定的高能量電子，樣品空氣通過切割器以恆定的流量經過進樣管，顆粒物截留在濾膜上。

β射線通過濾膜時，能量發生衰減，通過對衰減量的測定計算出顆粒物的質量，根據採樣流量、採樣時間和濾膜面積來計算實際狀態下環境空氣中顆粒物的濃度。該設備適用於建築工地、道路施工、工廠廠界等顆粒物的在線監測。

β射線揚塵監測系統主要監測哪些地方：

1、工地揚塵監測

2、工廠顆粒物監測

3、道路揚塵監測

4、礦山揚塵監測

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貝塔射線測厚儀工作原理