Waarom schiet er bij betaverval een elektron weg?

[cerielo]

Als een neutron verandert in een proton en elektron, blijkt de laatste weg te schieten. Ik vroeg me af waarom, en niet in het atoom blijft.

[wnvl1]

Bij het omzetten van een neutron in een proton komt energie vrij. Omdat een neutron zwaarder is dan een proton, wordt deze extra energie verdeeld over de deeltjes die tijdens het verval worden geproduceerd (het elektron en het antineutrino). Omwille van behoud van energie, krijgen deze deeltjes kinetische energie.

Behoud van impuls is ook van toepassing. Het proton blijft stilstaan, omdat het in de kern blijft. De impuls van het elektron en het antineutrino moeten samen de oorspronkelijke impuls van het neutron compenseren. Dit maakt dat het elektron met hoge snelheid weggeschoten wordt.

[cerielo]

Hoe zit het dan met de balans tussen protonen en elektronen? Ik dacht dat er normaal gesproken evenveel elektronen als protonen zijn. Als een neutron wordt omgezet in een proton en elektron, maar de elektron schiet weg, zijn de protonen en elektronen nog wel in balans?

[Xilvo]

Hoe zit het dan met de balans tussen protonen en elektronen? Ik dacht dat er normaal gesproken evenveel elektronen als protonen zijn. Als een neutron wordt omgezet in een proton en elektron, maar de elektron schiet weg, zijn de protonen en elektronen nog wel in balans?

De verhouding is o.a. afhankelijk van de atoommassa. Zwaardere atomen hebben naar verhouding meer neutronen nodig om stabiel te zijn.
Juist als die verhouding geen stabiel atoom oplevert treedt radioactief verval op. Bètaverval (uitzending van een elektron) treedt dus op wanneer er relatief teveel neutronen in de kern zitten.

N.B. Er is ook Bètaverval waarbij een positron wordt uitgezonden. Dan "verandert" een proton in een neutron.
Dan moet energie worden toegevoerd omdat het neutron meer massa heeft dan het proton.

[cerielo]

Dat is de verhouding tussen protonen en neutronen, maar hoe zit het met de verhouding tussen protonen en elektronen? Ik dacht dat er altijd net zoveel protonen als elektronen zouden moeten zijn om in balans te zijn. Als er bij de omzetting van een neutron een proton bijkomt, en de elektron die erbij komt schiet weg, is het met die extra proton nog wel in balans?

[Xilvo]

Er moeten evenveel protonen als elektronen in een atoom zijn om het neutraal te laten zijn.
Wanneer een neutron in de kern een proton wordt terwijl het ontstane elektron in de verte verdwijnt, dan houd je een positief geladen atoom over. Dat trekt op den duur wel weer een ander elektron naar zich toe.

[efdee]

Bedoel je echt 'waarom' of bedoel je 'waardoor'?

Tijdens het wegschieten van het elektron vertoont de kern een terugslag ten gevolge van de wet van behoud van impuls.
Denk aan een kanon die een kogel afvuurt.

Een bètadeeltje is een elektron.