| ула Б. содержит положительно заряженный четвертичный атом азота и отрицательно заряженную карбоксильную группу,
представляя собой, т. о., биполярный ион. Б. хорошо растворимы в воде. С рядом кислот и с хлоридами тяжёлых металлов Б. образуют нерастворимые соединения (напр., золото-, платино-, свинцовохлористоводородные соли). Эту реакцию используют для их выделения. Б. распространены в животном и растительном мире. Их получают действием ал-килгалогенидов или алкилсульфатов на аминокислоты и др. способами.
Наиболее распространён бетаин гликокола (СН3)зN+СН2СОО-, обычно называемый просто бетаином: бесцветное кристаллич. вещество, темп-pa плавления 293oС; при плавлении изомеризуется в метиловый эфир диметиламиноуксусной к-ты. Получают бетаин из мелассы -отходов свеклосахарного произ-ва, а также синтетически - взаимодействием триметиламина и хлоруксусной к-ты. Хлорид бетаина (ацидол) применяют в медицине как заменитель соляной к-ты.
Хлористоводородная соль Б. при сухой перегонке даёт хлористый метил.
БЕТАНИА, купольный храм, характерный памятник груз. архитектуры рубежа 12-13 вв. (в ущелье р. Вере, в 20 км от Тбилиси). Прямоугольный в плане, с высоким барабаном, прорезанным 12 окнами в резном обрамлении, и куполом под конусообразной крышей. На фасадах, облицованных тёсаным камнем,- резные наличники окон, круги, композиция с изображением креста. Внутри - роспись (нач. 13 в.), включающая портреты Георгия III, царицы Тамары, Георгия Лаша и др. К храму с Ю. примыкает портик с 8-лопастным резным сводом, с 3.- остатки более древней постройки.
Храм Бетаниа. Рубеж 12 -13вв. Вид с юга.
К 3. от храма - зальная церковь (1196). Лит.: Гагарин Г., Церковь Бетаниа, "Кавказ", 1851, № 72, с. 294-95.
БЕТАНКУР (Bethencourt у Molina) Агустин (Августин Августинович) [1.2.1758. Пуэрто-де-ла-Крус, Канарские о-ва,- 14 (26).7.1824, Петербург], инженер-механик и строитель, чл.-корр. франц. АН (1809). Испанец по происхождению. В 1781 окончил Королев. академию изящных искусств Сан-Фернандо (Мадрид). Его большое дарование и талант изобретателя проявились уже в студенческие годы. Б. усовершенствовал технологию прядения шёлка и производство шёлковых тканей. В 1798 Б. руководил строительством первого в Испании оптич. телеграфа между Мадридом и Кадисом. С 1800 генерал-инспектор созданного им Корпуса путей сообщения, а также всех дорог и мостов Испании, с 1803 гл. интендант армии. В 1807 по политич. соображениям покинул Испанию.
В 1808 был приглашён на службу рус. пр-вом и зачислен в армию в чине ген.-майора. В 1816 Б. возглавил Комитет по делам строений и гидравлических работ в Петербурге. В 1819 гл. директор путей сообщения России.
В России под руководством Б. было проведено много важных работ: переоборудование Тульского оружейного з-да с установкой там паровых машин, созданных по его проекту; постройка в Казани новой литейной для пушек; переоборудование Александровской мануфактуры; углубление порта в Кронштадте и сооружение канала между Ижорским з-дом и Петербургом с применением изобретённой им же в 1810 паровой землечерпательной машины. По планам и под непосредственным руководством Б. были сооружены здания Экспедиции заготовления гос. бумаг в Петербурге (ныне Гознак), Манежа в Москве, перекрытого уникальными по величине пролёта (45 м) деревянными фермами (к архит. обработке отд. деталей здания был привлечён арх. О. И. Бове). В 1820 на терр. Нижегородской ярмарки по проекту Б. был сооружён Гостиный двор. В 1818-1822 при участии Б. была построена первая крупная в России шоссейная дорога Петербург - Новгород - Москва. Б. способствовал улучшению устройства внутр. судоходства России, содействовал распространению инженерного образования. По его инициативе в 1810 был учреждён в Петербурге Институт путей сообщения, к-рым Б. руководил до конца жизни. И. З. Миттелъман.
БЕТАНКУР (Betancourt) Ромуло (р. 22.2.1908, Гуатире, шт. Миранда), по-литич. и гос. деятель Венесуэлы. Учился на юридич. ф-те Центрального ун-та, но не окончил его, т. к. в 1928 за участие в движении против диктатуры X. В. Гомеса (1909-35) был арестован, а затем выслан из страны. Вернулся в Венесуэлу в 1936 (в ссылке был также в 1939-41 и 1948-58). В 1941 основал бурж.-националистич. партию Демократическое действие и стал одним из её лидеров. В 1945-47 возглавлял правительственную хунту. В 1959-64 президент Венесуэлы. Правительство Б. установило режим террора и насилия, запретило компартию (1962), заключило (1960) соглашение с США о строительстве на территории Венесуэлы стартовых площадок для запуска ракет, занимало враждебную позицию по отношению к революц. Кубе.
БЕТА-РАСПАД, В-р а с п а д, радиоактивный распад атомного ядра, сопровождающийся вылетом из ядра электрона или позитрона. Этот процесс обусловлен самопроизвольным превращением одного из нуклонов ядра в нуклон другого рода, а именно: превращением либо нейтрона (n) в протон (р), либо протона в нейтрон. В первом случае из ядра вылетает электрон (е-) - происходит так называемый 3~-распад. Во втором случае из ядра вылетает позитрон (е+) - происходит Р+-распад. Вылетающие при Б.-р. электроны и позитроны носят общее название бета-частиц. Взаимные превращения нуклонов сопровождаются появлением ещё одной частицы - нейтрино (v) в случае В+-распада или антинейтрино (v) в случае В--распада. При В--распаде число протонов (Z) в ядре увеличивается на единицу, а число нейтронов уменьшается на единицу. Массовое число ядра Л, равное общему числу нуклонов в ядре, не меняется, и ядро-продукт представляет собой изобар исходного ядра, стоящий от него по соседству справа в периодич. системе элементов. Наоборот, при В+-распаде число протонов уменьшается на единицу, а число нейтронов увеличивается на единицу и образуется изобар, стоящий по соседству слева от исходного ядра. Символически оба процесса Б.-р. записываются в следующем виде:
[0321-3.jpg]
протонов и А-Z нейтронов.
Простейшим примером В--распада является превращение свободного нейтрона в протон с испусканием электрона и антинейтрино (период полураспада нейтрона ~=13 мин):
[0321-4.jpg]
Более сложный пример В--распада - распад тяжёлого изотопа водорода - трития, состоящего из двух нейтронов (n) и одного протона (р):
[0321-5.jpg]
Очевидно, что этот процесс сводится к В--распаду связанного (ядерного) нейтрона. В этом случае В--радиоактивное ядро трития превращается в ядро следующего в периодич. таблице элемента - ядро лёгкого изотопа гелия 23Не.
Примером В+-распада может служить распад изотопа углерода 11C по следующей схеме:
[0321-6.jpg]
В этом случае ядро углерода превращается в ядро предшествующего ему в периодич. таблице элемента - бора.
Превращение протона в нейтрон внутри ядра может происходить и в результате захвата протоном одного из электронов с электронной оболочки атома. Чаще всего происходит захват электрона еК с ближайшей к ядру К-оболочки, т. н. К-захват. При К-захвате, как и при В+-распаде, образуется изобар, стоящий в периодич. системе элементов слева от исходного ядра. Уравнение К-захвата имеет вид:
[0321-7.jpg]
После захвата К-электрона на освободившееся место переходят электроны с более высоких оболочек; при этом испускается фотон. Т. о., К-захват сопровождается испусканием характеристического рентгеновского излучения. Примером К-захвата может служить реакция, при к-рой ядро изотопа бериллия захватывает К-электрон и превращается в ядро лития:
[0321-8.jpg]
Б.-р. наблюдается как у естественно-радиоактивных, так и у искусственно-радиоактивных изотопов. Для того чтобы ядро было неустойчиво по отношению
к одному из типов р-превращения (т. е. могло испытать Б.-р.), сумма масс частиц в левой части уравнения реакции должна быть больше суммы масс продуктов превращения. Поэтому при Б.-р. происходит выделение энергии. Энергию Б.-р. ЕВ можно вычислить по этой разности масс, пользуясь соотношением Е=тс2, где с - скорость света в вакууме. В случае В--распада EВ=(Mz-Mz+1)c2, где М - массы нейтральных атомов. В случае В+-распада нейтральный атом теряет один из электронов в своей оболочке, энергия Б.-р. равна: ЕВ+= (Mz - Mz-1 - 2me)c2, где mе- масса электрона.
Энергия Б.-р. распределяется между тремя частицами: электроном (или позитроном), антинейтрино (или нейтрино) и ядром; каждая из лёгких частиц может уносить практически любую энергию от 0 до E т. е. их энергетич. спектры являются сплошными. Лишь при К-захвате нейтрино уносит всегда одну и ту же энергию.
Итак, при В--распаде масса исходного атома превышает массу конечного атома, а при В+-распаде это превышение составляет не менее двух электронных масс.
Исследование Б.-р. ядер неоднократно ставило учёных перед неожиданными загадками. После открытия радиоактивности явление Б.-р. долгое время рассматривалось как аргумент в пользу наличия в атомных ядрах электронов; это предположение оказалось в явном противоречии с квантовой механикой (см. Ядро атомное). Затем непостоянство энергии электронов, вылетающих при Б.-р., даже породило у нек-рых физиков неверие в закон сохранения энергии, т. к. было известно, что в этом превращении участвуют ядра, находящиеся в состояниях с вполне определённой энергией. Максимальная энергия вылетающих из ядра электронов как раз равна разности энергий начального и конечного ядер. Но в таком случае было непонятно, куда исчезает энергия, если вылетающие электроны несут меньшую энергию. Предположение нем. учёного В. Паули о существовании новой частицы - нейтрино -спасло не только закон сохранения энергии, но и другой важнейший закон физики - закон сохранения момента количества движения. Поскольку спины (т. е. собственные моменты) нейтрона и протона равны 1/2, то для сохранения спина в правой части уравнений Б.-р. может находиться лишь нечётное число частиц со спином 1/2. В частности, при В--распаде свободного нейтрона n-> p+e-+v только появление антинейтрино исключает нарушение закона сохранения момента количества движения.
Б.-р. имеет место у элементов всех частей периодич. системы. Тенденция к В-превращению возникает вследствие наличия у ряда изотопов избытка нейтронов или протонов по сравнению с тем количеством, которое отвечает максимальной устойчивости. Т. о., тенденция к В+-распаду или К-захвату характерна для нейтронодефицитных изотопов, а Тенденция к В--распаду -для нейтроноизбыточных изотопов. Известно около 1500 В-радиоактивных изотопов всех элементов периодич. системы, кроме самых тяжёлых (Z>= 102).
Энергия Б.-р. ныне известных изотопов лежит в пределах от ЕВ =0,0186 Мэв [3НВ--> 3Не] до ЕВ+ = 16,6 Мэв [12NВ+12-> С]; периоды полураспада заключены в широком интервале от 1,3• 10-2сек (12N) до~2-1013 лет (природный радиоактивный изотоп 180W).
В дальнейшем изучение Б.-р. неоднократно приводило физиков к крушению старых представлений. Было установлено, что Б.-р. управляют силы совершенно новой природы. Несмотря на длительный период, прошедший со времени открытия Б.-р., природа взаимодействия, обусловливающего Б.-р., исследована далеко не полностью. Это взаимодействие назвали "слабым", т. к. оно в 1012 раз слабее ядерного и в 109 раз слабее электромагнитного (оно превосходит лишь гравитационное взаимодействие; см. Слабые взаимодействия). Слабое взаимодействие присуще всем элементарным частицам (кроме фотона). Прошло почти полвека, прежде чем физики обнаружили, что в Б.-р. может нарушаться симметрия между "правым" и "левым". Это несохранение пространственной чётности было приписано свойствам слабых взаимодействий.
Изучение Б.-р. имело и ещё одну важную сторону. Время жизни ядра относительно Б.-р. и форма спектра В-частиц зависят от тех состояний, в которых находятся внутри ядра исходный нуклон и нуклон-продукт. Поэтому изучение Б.-р., помимо информации о природе и свойствах слабых взаимодействий, значительно пополнило представления о структуре атомных ядер.
Вероятность Б.-р. существенно зависит от того, насколько близки друг к другу состояния нуклонов в начальном и конечном ядрах. Если состояние нуклона не меняется (нуклон как бы остаётся на прежнем месте), то вероятность максимальна и соответствующий переход начального состояния в конечное наз. разрешённым. Такие переходы характерны для Б.-р. лёгких ядер. Лёгкие ядра содержат почти одинаковое число нейтронов и протонов. У более тяжёлых ядер число нейтронов больше числа протонов. Состояния нуклонов разного сорта существенно отличны между собой. Это затрудняет Б.-р.; появляются переходы, при к-рых Б.-р. происходит с малой вероятностью. Переход затрудняется также из-за необходимости изменения спина ядра. Такие переходы наз. запрещёнными. Характер перехода сказывается и на форме энергетич. спектра В-частиц.
Рис. 1. Бета-спектр нейтрона. На оси абсцисс отложена кинетич. энергия электронов Е в кэв, на оси ординат - число электронов N (Е) в относительных единицах (вертикальными чёрточками обозначены пределы ошибок измерений электронов с данной энергией).
[0321-9.jpg]
Экспериментальное исследование энергетич. распределения электронов, испускаемых В-радиоактивными ядрами (бета-спектра), производится с помощью бета-спектрометров. Примеры В-спектров приведены на рис. 1 и 2.
[0321-10.jpg]
Рис. 2. Бета-спектр RaE (пример В-спектра тяжёлого элемента).
Лит.: Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, под ред. К. Зигбана, пер, с англ., в. 4, М., 1969, гл. 22-24; Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ., т. 3, М., 1961. Е. М. Лейкин.
БЕТА-СПЕКТРОМЕТР, прибор, служащий для анализа бета-спектров (см. Бета-распад). Б.-с. применяют также для исследования энергетич. спектра у-лучей по создаваемым ими в веществе вторичным электронам (см. Гамма-спектрометр).
Основными характеристиками Б.-с. являются светосила и разрешающая способность. Под светосилой понимают отношение числа электронов (или позитронов), к-рое используется для анализа, к полному числу частиц, испускаемых радиоактивным источником. Светосила Б.-с. зависит от их конструкции и обычно составляет от неск. десятых процента до неск. десятков процентов. Разрешающей способностью Б.-с. наз. наименьшее различие в энергии (или, чаще, в импульсе) электронов, к-рое может быть замечено прибором. Разрешающая способность прецизионных Б.-с. достигает 0,01%. Как правило, приборы с лучшей разрешающей способностью обладают меньшей светосилой.
Различают Б.-с., измеряющие энергию электронов по их воздействию на вещество, и Б.-с., действие к-рых основано на пространственном разделении электронов и позитронов, имеющих различную энергию. К приборам первого типа относятся Б.-с., основанные на ионизации, возникающей в веществе при торможении электронов (см. Сцинтилляционный спектрометр, Ионизационная камера); приборы этого типа обладают большой светосилой, но не дают возможности измерять энергию электронов с точностью, большей чем неск. процентов (или даже неск. десятков процентов). К приборам второго типа принадлежат Б.-с., в к-рых используются магнитные или электрич. (для медленных электронов) поля. Обычно под Б.-с. понимают приборы второго типа.
Наиболее просты по устройству (и дают наилучшее разрешение) Б.-с. с поперечным магнитным полем (предложены польским физиком Я. Данышем в 1912). В этих Б.-с. траектории электронов перпендикулярны силовым линиям поля. В однородном поперечном поле электроны движутся по окружностям (рис. 1), радиусы к-рых растут с импульсом р в соответствии с формулой:
[0321-11.jpg]
где рс - произведение импульса электрона на скорость света с в эв; В - индукция магнитного поля в гс; р - радиус окружности в см. При энергиях электронов в неск. Мэв размеры Б.-с. невелики; он умещается на лабораторном столе. Детектором электронов может служить фотопластинка (рис. 1).
[0321-12.jpg]
Рис. 1. Траектория электронов в поперечном магнитном поле. Силовые линии поля перпендикулярны плоскости рисунка. Радиус окружности, которую описывает электрон, пропорционален его импульсу.
В этом случае одновременно регистрируется целый участок энергетич. спектра. При использовании в качестве детекторов различного вида счётчиков частиц (напр., Гейгера-Мюллера счётчика) магнитное поле спектрометра плавно изменяют, подводя к детектору электроны с разными импульсами р в соответствии с формулой (1) (рис. 2). Траектории электронов в Б.-с. проходят внутри вакуумной камеры (вакуум порядка 10-1 - 10-3 мм рт. ст.).
[0321-13.jpg]
Рис. 2. Траектория электронов в В-спектрометре со счётчиком Гейгера -Мюллера. Плавно изменяя магнитное поле, к щели спектрометра последовательно подводят частицы с разными значениями импульса р.
Существенным свойством Б.-с. с однородным поперечным магнитным полем является их способность фокусировать частицы, вылетевшие из источника в разных направлениях в нек-ром интервале углов. После поворота на 180° траектории частиц, вылетевших из источника почти перпендикулярно к линии, соединяющей источник и детектор, сходятся у детектора (рис. 3).
[0321-14.jpg]
Рис. 3. Фокусировка электронов в однородном поперечном магнитном поле (полукруговая фокусировка). Траектории электронов, вылетевших из источника под небольшими углами к оси у, сходятся у детектора.
При движении электронов в однородном магнитном поле составляющая их скорости, параллельная силовым линиям поля, сохраняет свою величину. Если начальные скорости электронов не перпендикулярны полю, их траектории - винтовые линии. Проекция траекторий на плоскость, перпендикулярную силовым линиям, является окружностью. В формулу (1) в этом случае входит составляющая импульса,
перпендикулярная полю. Т. о., в однородном магнитном поле не происходит фокусировки в направлении поля. Добиться двойной (пространственной) фокусировки частиц удаётся ценой отказа от однородности поля. Для этой цели применяются Б.-с. (предложены Н. Свартхольмом и К. Сигбаном, Швеция, 1946), у к-рых магнитная индукция В спадает по радиусу т по формуле:
[0321-15.jpg]
Угловое расстояние между источником и детектором в Б.-с. с двойной фокусировкой равно не 180°, а 254°.
В Б.-с. с секторной фокусировкой (рис. 4) отсутствует магнитное поле около источника и коллектора, что является их дос |
