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3가지 과정이란 전자 방출, 양전자 방출, 전자 포획을 가리킨다.

베타 붕괴는 어니스트 러더퍼드가 방사능이 간단한 현상이 아님을 발견했을 때 명명했다(1899). 그는 투과성이 가장 약한 선을 알파(α)라고 하고 이보다 강한 선을 베타(β)라고 했는데, 대부분의 베타 입자는 광속에 가까운 속력으로 방출되었다. 수소보다 무거운 모든 원자의 핵은 중성자와 양성자로 이루어져 있으며 전자가 그 주위를 둘러싸고 있는데, 궤도전자는 전자 방출과는 관련이 없다.

전자 방출은 음의 베타 붕괴(β^－로 표시)라고도 하는데, 이 과정에서는 강력한 전자와 정지질량이 없는 반중성미자가 불안정한 핵에서 방출되고 핵 내의 중성자는 양성자로 되어 핵 내에 남게 된다. 따라서 음의 베타 붕괴에 의해서는 양성자수(원자번호)가 어미핵보다 1만큼 증가하고 질량수(중성자수와 양성자수의 합)는 어미핵과 동일한 새로운 딸핵이 생성된다. 예를 들어 수소-3(3H, 원자번호 1, 질량수 3)은 헬륨-3(³He, 원자번호2, 질량수 3)으로 붕괴된다. 핵이 잃어버린 에너지는 전자와 반중성미자가 가지고 방출된다. 방사성 물질에서 방출되는 베타 입자(전자)의 에너지는 불안정한 어미핵의 특성에 따라 0에서 어떤 특정 최대값 사이의 값을 갖는다.

양전자 방출은 양의 베타 붕괴(β^＋로 표시)라고도 하는데, 이 과정에서는 원래의 어미핵에 있던 양성자는 중성자로 붕괴하여 새로운 딸핵에 남고 양전자와 중성미자가 방출된다. 이때 양전자는 보통의 전자와 질량은 같으나 전하가 반대인 입자이고, 중성미자는 질량이 0인 입자이다. 따라서 양의 베타 붕괴에 의해서 양성자수는 어미핵보다 1만큼 작고 질량수는 어미핵과 같은 딸핵이 생성된다. 양전자 방출은 1934년 졸리오-퀴리 부부에 의해서 최초로 발견되었다.

전자 포획에서는 핵 주위를 회전하는 전자가 핵의 양성자와 결합하여 중성자와 중성미자를 생성하는데, 중성자는 핵 내에 남게 되고 중성미자는 방출된다. 거의 대부분의 전자는 원자 주위의 전자 껍질 중 가장 내부에 있는 K껍질에서 포획되며 이 과정을 K-포획이라 부르기도 한다. 양전자 방출의 경우처럼 핵의 양전하, 즉 원자번호는 1이 감소하고 질량수는 변함이 없다.

모든 화학원소는 동위원소들을 가지고 있는데 동위원소의 핵들은 양성자수가 서로 동일하지만 중성자수는 서로 다르다. 동위원소들 중에서 질량이 중간 정도인 동위원소는 안정하며 적어도 다른 원소보다는 비교적 안정한 상태에 있다. 중성자수가 적은 가벼운 동위원소는 양전자 방출이나 전자 포획을 통하여 안정된 핵으로 되려는 경향이 있으며 무거운 동위원소, 즉 중성자가 많은 동위원소는 전자를 방출하여 안정된 핵으로 되려고 한다.

베타 붕괴는 감마 붕괴나 알파 붕괴와 같은 다른 유형의 방사능과 비교해 비교적 느린 과정이므로 보통 베타 붕괴의 반감기는 10^-3s보다 길다.