Radioactivité β-

Les noyaux présentant trop de neutrons par rapport au nombre de protons occupent la zone bleue du diagramme `(N,Z)`.

Ces noyaux se désintègrent spontanément par désintégration β^- : la radioactivité β^- (bêta moins) correspond à l’émission par désintégration radioactive d'électrons (parfois appelés dans ce contexte particule β^-). Les électrons en physique nucléaire sont notés   \(_{-1}^{0}\text{e}\).

Remarque : l'électron n'est pas un nucléon, son nombre de masse est donc bien égal à 0. Il porte une charge électrique opposée à celle du proton d'où un équivalent de numéro atomique égal à -1.

Ce type de radioactivité affecte les noyaux présentant un excès de neutrons. L'émission d'un électron permet à 1 neutron du noyau de se transformer en 1 proton. On perd sur le diagramme `(N,Z)` une case selon la verticale et on gagne une case selon l'horizontale.

L’équation de réaction nucléaire d’une radioactivité β^- peut s’écrire : \(^{A}_{Z}\text{X}\ \longrightarrow\ ^{A'}_{Z'}\text{Y}+\ ^{0}_{-1}\text{e}\).

Exemple : le carbone 14, utilisé en datation radioactive, se désintègre en azote 14 selon une radioactivité de type β^-. L'équation de cette réaction nucléaire est : \(^{14}_{6}\text{C}\ \longrightarrow\ ^{14}_{7}\text{N}+\ ^{0}_{-1}\text{e}\).

Remarque : en appliquant les lois de conservation au cas général de l'équation de réaction nucléaire d’une radioactivité β^- (c'est-à-dire \(^{A}_{Z}\text{X}\ \longrightarrow\ ^{A'}_{Z'}\text{Y}+\ ^{0}_{-1}\text{e}\) ), on obtient le système : 
\(\left\{ \begin{array}{} A=A'+0\\ Z=Z'+(-1) \end{array}\right.\)

Le noyau fils a donc comme nombre de masse et numéro atomique :
\(\left\{ \begin{array}{} A'=A\\ Z'=Z+1 \end{array}\right.\)

On remarque bien que le nombre de protons du noyau fils a augmenté de un. Comme le nombre de nucléons est constant, le nombre de neutrons a donc bien diminué de un.