Jadro X prechádza pri rádioaktívnej premene zo základného energetického stavu s hladinou energie E₀ na všeobecne vzbudenú energetickú hladinu E₁^* nového jadra Y, pričom sa uvoľní energia premeny:

(14.2.3.1)

Pre energiu b^-- premeny platí:

(14.2.3.2)

kde 1. člen predstavuje pokojovú energiu elektrónu, 2. a 3. člen sú kinetické energie elektrónu a antineutrína. Kinetické energie si elektrón a antineutríno rozdeľujú náhodne, preto energetické spektrum b- premeny je spojité. Kinetické energie elektrónu sú rádove keV až 16,6 MeV.

Pre energiu a- premeny platí:

(14.2.3.3)

Pri a- premene sa neuvoľňuje ďalšia častica, kinetická energia a- častice môže mať len diskrétne hodnoty, preto energetické spektrum a- premeny je čiarové (obr. 14.2.3.1)

Kinetická energia a- častíc je Î<4, 9> MeV. Prechod a- častice potenciálovou barierou jadra sa vysvetľuje tunelovým javom (obr. 14.2.3.2).

Žiarenie g je sprievodným znakom obidvoch premien, keďže nové jadro je vo vzbudenom energetickom stave, pri prechode do nižšieho energetického stavu sa vyžiari fotón elektromagnetického žiarenia:

(14.2.3.4)

Keďže tento energetický rozdiel je rádovo MeV, vzniká kvantum veľmi prenikavého žiarenia g s malou vlnovou dĺžkou l. Na obr. 14.2.3.3 je ilustrovaný vznik dvoch g kvánt žiarenia ako sprievodný jav pri b^- - premene izotopu železa na izotop kobaltu.

Príklad 14.2.3.1 Aká je energia a - premeny rádionuklidu ²³⁵U? Atómové hmotnosti sú: m_U = 235,0439 u, m_Th = 231,0363 u, m_He = 4,0026 u.

Riešenie: a - premenu vyjadríme:

Súčet hmotností atómov, ktoré vzniknú premenou je menší ako hmotnosť atómu uránu, platí:

kde m_jU, m_jTh, m_jHe sú hmotnosti jadier. Ako vidieť keď zahrnieme aj hmotnosti elektrónov, tieto sa vyrušia a rozdiel hmotností jadier je rovnaký ako rozdiel hmotností atómov.

Energia a - premeny bude:

Táto energia sa prejaví ako kinetická energia vyletujúcej a - častice a odrazeného atómu Th.

Príklad 14.2.3.2 Izotop cézia ¹³⁷Cs sa premieňa b - premenou na izotop bárya Ba a uvoľňuje sa veľké množstvo energie. Napíšte schému premeny a vypočítajte celkové množstvo uvoľnenej energie pri tejto premene. Aká je maximálna kinetická energia emitovaného elektrónu? Atómové hmotnosti sú:

m_Cs = 136,9071 u, m_Ba = 136,9058 u.

Riešenie: Schéma b^- - premeny je:

Rozdiel hmotností vstupného nuklidu a hmotností produktov premeny je:

kde m_jCs, m_jBa sú hmotnosti jadier odpovedajúcich izotopov. V rovnici sme pripočítali (a odpočítali) hmotnosť 55 elektrónov a dostali sme tak rozdiel atómových hmotností týchto izotopov.

Energetický ekvivalent tohto hmotnostného rozdielu je:

Táto energia premeny sa uvoľní a rozdeľuje sa medzi elektrón a antineutríno. Ak antineutríno neodnáša žiadnu energiu, otom táto uvoľnená energia pri premene je maximálnou kinetickou energiou emitovaného elektrónu: E_ekmax = 1,21 MeV.

Príklad 14.2.3.3 Napíšte schému pre záchyt K – elektrónu vanádu ⁴⁹V a vypočítajte energiu Q, uvoľnenú pri tejto premene. Atómové hmotnosti sú: m_V = 48,94852 u, m_Ti = 48,94787 u, väzbová energia K-elektrónu je E_K = 5,47 keV.

Riešenie: Schéma K- záchytu je:

Pre rozdiel hmotností pred a po záchyte platí:

kde m_jV, m_jTi sú hmotnosti jadier odpovedajúcich izotopov. Rovnicu sme opäť upravili (pričítaním a odčítaním hmotností 22 elektrónov) tak, aby sme mohli použiť známe atómové hmotnosti týchto izotopov namiesto hmotností jadier. Energia, odpovedajúca tomuto hmotnostnému rozdielu:

sa spotrebuje jednak na uvoľnenie K - elektrónu a jednak sa jej časť Q uvoľní pri reakcii:

Príklad 14.2.3.4 Stanovte množstvo tepla, ktoré sa uvoľní z 0,001 mg izotopu polónia ²¹⁰Po za dobu, ktorá sa rovná strednej dobe života tohto izotopu, ak energia častíc a , ktoré sa uvoľňujú pri premene je E_a = 5,3 MeV.

Riešenie: Počet premien za strednú dobu života t = 1/l sa vypočíta tak, že sa vyjadrí počet jadier N, ktoré sa v čase t = t ešte nepremenili:

a potom počet premien N_t za čas t bude:

N_t = N₀ – N = N₀ (1 – e ^{- 1}).

Vo vzorke polónia hmotnosti m je N₀ jadier

a množstvo tepla Q, ktoré uvoľní preparát je:

Po dosadení číselných hodnôt bude uvoľnené teplo Q = 1,54×10³ J.