Beetahajoaminen on radioaktiivisen hajoamisen muoto, jossa atomin ytimessä tapahtuu muutos, joka saa sen lähettämään beetahiukkasen. Muita radioaktiivisen hajoamisen tyyppejä ovat alfa- ja gamma -hajoaminen. Sen lisäksi, että beetahajoamisella on yleistä tieteellistä aihetta, sillä on useita käytännön sovelluksia erityisesti lääketieteen alalla, jossa beetahiukkasia käytetään joskus kasvainten kutistamiseen tai tappamiseen. Beetahajoamista voidaan käyttää myös lääketieteellisissä kuvantamistutkimuksissa merkkiaineena.
Atomit hajoavat beetassa, kun ne ovat epävakaita, koska niissä on liikaa neutroneja tai liikaa protoneja. Vakautuakseen ylimääräiset neutronit tai protonit muunnetaan, mikä säästää massaa ja tekee ytimestä vakaamman. Prosessissa atomi muuttuu myös toiseksi alkuaineeksi, koska vaikka ytimen hiukkasten kokonaismäärä pysyy samana, protonien ja neutronien tasapaino muuttuu.
Beeta -miinushajoamisessa ylimääräisestä neutronista tulee protoni, ja ydin säteilee elektronia ja antineutrinoa. Elektroni on beetapartikkeli, kun taas
antineutrino on hiukkanen, jolla on epätavallisia ominaisuuksia. Neutriinojen ja antineutriinoiden olemassaolo esitettiin jo 1930 -luvulla, mutta vasta 1950 -luvulla tutkijat pystyivät todistamaan tällaisten hiukkasten olemassaolon. Neutrinoista on tunnistettu kolme makua sekä vastaavat antineutriinot. (Ja kyllä, “maku” on tekninen termi hiukkasfysiikan laajassa maailmassa.)
Kun ytimessä tapahtuu beeta ja hajoaminen, protoni muuttuu neutroniksi, jolloin ydin säteilee positronia ja neutriinoa. Beetahiukkaset voivat olla elektroneja tai positroneja, kuten kuvassa, riippuen siitä, kulkeeko ydin beeta miinus vai beeta plus hajoamisen läpi. Ennen kuin tutkijat ymmärsivät, että beetahiukkaset olivat vain elektroneja tai positroneja, he kutsuivat näitä hiukkasia “beetasäteiksi”, minkä vuoksi jotkut vanhentuneet tekstit sisältävät viittauksia beetasäteisiin.
Beetapartikkelilla on enemmän tunkeutumisvoimaa kuin alfahiukkasella, mutta vähemmän kuin gammahiukkasella. Beetahiukkaset voidaan pysäyttää paksulla metallilevyllä, suurella ilmataskulla tai useilla paperiarkeilla. Tämä tekee heistä suhteellisen turvallisia työskennellä, kunhan turvavarotoimia noudatetaan, kun ihmiset ovat lähellä beetahajoamista.
Alfahiukkasten tavoin myös beetahiukkaset voivat kuitenkin tuhota, jos ne joutuvat kehon sisään. Joskus tätä ominaisuutta käytetään hyödyksi, kuten silloin, kun radioaktiivisia elementtejä viedään kehoon syövän hoitoon. Tapauksissa, joissa beetahiukkasia ei lisätä suunnitellusti, ne voivat kuitenkin vahingoittaa kehon soluja tai jopa aiheuttaa lisääntymisterveysongelmia häiritsemällä muna- ja siittiösoluja.