A formação de partículas β pelos radionuclídeos denomina-se decaimento β. Quando o decaimento β se processa por emissão de um electrão, então a partícula β tem carga -1 e representa-se por β. Quando o decaimento β se processa por emissão de um positrão (que é a anti-matéria do electrão, também designado por anti-electrão), a partícula β tem carga positiva e representa-se por β+.


A formação de partículas β dá-se em radionuclídeos com largo excesso de neutrões, onde um neutrão (n) é convertido num protão (p), num electrão (partícula β) e num antineutrino (\(\overline{\nu_e}\), partícula neutra e anti-matéria do neutrino), de acordo com a equação seguinte:


n \(\longrightarrow\) p+ + β- + \(\overline{\nu_e}\)


Desta forma, diminui-se a razão entre o número de neutrões e o número de protões, ao mesmo tempo que é emitido um electrão a partir do núcleo atómico. O césio-137 (\({ }_{55}^{137}\!\text{ Cs}\)) ou o carbono-14 (\({ }_{6}^{14}\!\text{ C}\)) são exemplos de elementos radioativos por emissão β-.


As partículas β+, estas formam-se em radionuclídeos onde a razão entre o número de neutrões e o número de protões é inferior à estável (deficiência de neutrões), pelo que há necessidade de conversão de um protão num neutrão e onde se verifica a emissão de um positrão (β+) e de um neutrino (νe, partícula neutra). A reação que traduz o fenómeno pode ser representada pela equação


p+ \(\longrightarrow\) n + β+ + \(\nu_e\)


Contudo esta reação requer energia, pois forma-se um neutrão cuja massa é superior à do protão. O carbono-11 (\({ }_{6}^{11}\!\text{ C}\)), azoto-13 (\({ }_{7}^{13}\!\text{ N}\)) ou oxigénio-15 (\({ }_{8}^{15}\!\text{ O}\)) são exemplos de elementos radioativos por emissão de positrões.


Foi Ernest Rutherford, físico e químico neo-zelandês que viveu nos séculos XIX e XX, quem, em 1899, descobriu e designou por α e β as radiações emitidas pelos elementos radioativos tório e urânio, na sequência dos estudos iniciados pelo físico francês Henri Becquerel, que descobriu a radioatividade, juntamente com a sua aluna polaca Marie Curie, e do marido desta, Pierre Curie. Rutherford distinguiu as duas radiações pelo poder penetrante e ionizante, tendo verificado que parte da radiação tinha um poder penetrante muito baixo e era altamente ionizante (fluxo de partículas α) e que a restante tinha um poder penetrante cerca de 100 vezes maior, embora fosse menos ionizante, cujas partículas designou como β.


As partículas β podem ser utilizadas no tratamento de doenças tais como o cancro do olho ou o cancro do osso, e são, também, utilizadas como marcadores radioativos. A nível clínico, o estrôncio-90 (\({}_{90}^{38}\!\text{ Sr}\)) é o radionuclídeo mais utilizado na produção de partículas β. A técnica Tomografia por Emissão de Positrões (conhecida como PET) utiliza, como o nome indica, radionuclídeos que decaem por emissão de positrões, tais como os indicados anteriormente, embora o mais comum seja o flúor-18 (\({}_{9}^{18}\!\text{ F}\)).

As partículas β podem, ainda, ser utilizadas no controlo de qualidade de um processo industrial, nomeadamente na monitorização da espessura de um determinado material. Por exemplo, no processo de fabrico de papel, as partículas β são utilizadas na monitorização da espessura do papel produzido, pois parte da radiação é absorvida enquanto a restante atravessa o material. Se a espessura do papel for demasiado baixa ou elevada, a quantidade de radiação absorvida é significativamente diferente e os detetores transmitem esta diferença a um computador que monitoriza a qualidade do produto, o que faz com que este atue no processo de fabrico de forma a aumentar ou diminuir a espessura do produto (conforma a necessidade) e, assim, atingir o valor pretendido.