A béta-bomlás

Béta-bomlás általában akkor jelentkezik, ha egy atommagban kedvezőtlen a protonok és a neutronok aránya, ez a bomlás során a nukleonok egymásba történő átalakulásával, és elektron, illetve pozitron kisugárzásával stabilizálódik. A β^—-bomlás esetén a nuklid egyik neutronja protonná alakul át (emiatt a nuklid rendszáma eggyel növekszik, tömegszáma pedig nem változik), miközben a magot β^—-sugárzás (elektronsugárzás) hagyja el, és egy elektron-antineutrínó keletkezik:

\[^{_{Z}^{A}\textrm{X}}\; \rightarrow\; ^{_{Z+1}^{A}\textrm{Y}}\; +\; e^{-}\; +\; \bar{\nu }_e\]

β^—-bomlással bomlik a 131-es tömegszámú jódizotóp, amelyet többek között a pajzsmirigy jó- és rosszindulatú elváltozásainak radioizotópos kezelésére használnak.

\[^{_{53}^{131}\textrm{I}}\; \rightarrow\; ^{_{54}^{131}\textrm{Xe}}\; +\; e^{-}\; +\; \bar{\nu }_e\]

Ugyancsak daganatterápiában alkalmazzák többek között az ittrium-90, a szamárium-153 és a lutécium-177  izotópokat.

A β⁺-bomlás az előző nukleáris reakció fordítottja: az atommag egyik protonja alakul át neutronná (így itt a nuklid rendszáma eggyel csökken, a tömegszám pedig nem változik), miközben a magot β⁺-sugárzás (pozitronsugárzás) hagyja el, és egy elektronneutrínó keletkezik. A pozitron igen rövid távon rekombinálódik egy negatív töltésű elektronnal (annihiláció), és két egymással ellentétes irányba haladó, nagyenergiájú gammafoton keletkezik:

\[^{_{Z}^{A}\textrm{X}}\; \rightarrow\; ^{_{Z-1}^{A}\textrm{Y}}\; +\; e^{+}\; +\; \nu_e\]

β⁺-bomlással bomlik a 18-as tömegszámú fluorizotóp, amely a PET-diagnosztika egyik leggyakrabban használt jelölőeleme:

\[^{_{9}^{18}\textrm{F}}\; \rightarrow\; ^{_{8}^{18}\textrm{O}}\; +\; e^{+}\; +\; \nu_e\]

A fluor mellett a szén, az oxigén és a nitrogén pozitronsugárzó izotópjai is ismertek, ezekkel szerves molekulákat jelölve ugyancsak fontos  diagnosztikai vizsgálatokat végezhetünk.

Az atommag egyik protonjának neutronná történő átalakulására egy másik lehetőség az inverz béta-bomlásnak is nevezett héjelektron-befogás, amikor az atommag befogja az egyik belső elektronhéjról (általában a K-héjról) származó elektront, és az atommag egyik protonja egy elektronneutrínó kibocsátásával neutronná alakul. Héjelektron-befogással bomlik az 55-ös tömegszámú vasizotóp mangán-55 izotóppá. A reakció során keletkező röntgensugárzást röntgenes vizsgálati módszerekhez (pl. röntgendiffrakciós eljárásoknál) használják.