La desintegración beta, se define como, cualquiera de los tres procesos de desintegración radiactiva por los cuales, algunos núcleos atómicos inestables disipan espontáneamente el exceso de energía, y experimentan un cambio de una unidad de carga positiva, sin ningún cambio en el número de masa. Los tres procesos son emisión de electrones, emisión de positrones (electrones positivos) y captura de electrones. La desintegración beta fue nombrada (1899) por Ernest Rutherford, cuando observó que la radiactividad no era un fenómeno simple. Llamó a los rayos menos penetrantes alfa y a los rayos más penetrantes beta. La mayoría de las partículas beta se expulsan a velocidades cercanas a la de la luz.
La fuerza fuerte une las partículas, al unir quarks dentro de protones y neutrones, indirectamente une protones y neutrones juntos.
Todos los átomos más pesados que el hidrógeno ordinario, tienen un núcleo que consiste en neutrones, y protones (partículas neutras y cargadas positivamente, respectivamente), rodeados de electrones negativos, estos electrones orbitales no están involucrados en la emisión de electrones, asociada con la desintegración beta. En emisión de electrones, también llamada desintegración beta negativa (símbolo β-), un núcleo inestable emite un electrón energético (de masa relativamente pequeña), y un antineutrino (con poca o posiblemente ninguna masa en reposo), y un neutrón en el núcleo se convierte en un protón que permanece en el núcleo del producto. Por lo tanto, la desintegración beta negativa, da como resultado un núcleo, cuyo número de protones (número atómico) es uno más que su progenitor, pero el número de masa (número total de neutrones y protones) es el mismo. Por ejemplo, el hidrógeno-3 (número atómico 1, número de masa 3) se descompone en helio-3 (número atómico 2, número de masa 3). La energía perdida por el núcleo es compartida por el electrón y el antineutrino, de modo que las partículas beta (los electrones) tienen una energía que varía de cero, a un máximo distinto que es característico del progenitor inestable.
En la emisión de positrones, también llamada desintegración beta positiva ( β + ), un protón en el núcleo padre se desintegra en un neutrón que permanece en el núcleo nuevo, y el núcleo emite un neutrino y un positrón, que es una partícula positiva como un ordinario electrón en masa pero de carga opuesta. Por lo tanto, la desintegración beta positiva produce un núcleo nuevo, cuyo número atómico es uno menos que su progenitor y cuyo número de masa es el mismo. La emisión de positrones fue observada por primera vez por Irène y Frédéric Joliot-Curie en 1934.
En captura de electrones, un electrón que orbita alrededor del núcleo, se combina con un protón nuclear para producir un neutrón, que permanece en el núcleo, y un neutrino, que se emite. Lo más común es que el electrón se capture de la capa de electrones más interna, o K, alrededor del átomo. Como en la emisión de positrones, la carga nuclear positiva y, por lo tanto, el número atómico disminuye en una unidad, y el número de masa sigue siendo el mismo.
Cada elemento químico consiste en un conjunto de isótopos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones pero difieren en el número de neutrones. Dentro de cada conjunto, los isótopos de masa intermedia son estables o al menos más estables que el resto. Para cada elemento, los isótopos más ligeros, aquellos deficientes en neutrones, generalmente tienden a la estabilidad por emisión de positrones o captura de electrones, mientras que los isótopos más pesados, los ricos en neutrones, generalmente se acercan a la estabilidad por emisión de electrones.
En comparación con otras formas de radiactividad, como la desintegración gamma o alfa, la desintegración beta es un proceso relativamente lento. Las vidas medias para la desintegración beta nunca son más cortas que unos pocos milisegundos.
