Bedeutung (Warum?)
Instabile Atomkerne wandeln sich unter Aussendung von Strahlung spontan in andere Kerne um. Ein Kern wird in Nuklidschreibweise \({}^{A}_{Z}X\) notiert (\(A\): Massenzahl = Protonen + Neutronen, \(Z\): Ordnungszahl = Protonen).
Nutzen (Wozu?)
Man muss die drei Strahlungsarten unterscheiden und Zerfallsgleichungen aufstellen. Thema u. a. in Physik der Realschule, Jahrgangsstufe 10.
| \(\alpha\)-Strahlung | \(\beta^{-}\)-Strahlung | \(\gamma\)-Strahlung | |
| Teilchen | Heliumkern \({}^{4}_{2}\text{He}\) | Elektron \({}^{\ 0}_{-1}\text{e}\) | energiereiche Strahlung |
| Abschirmung | Blatt Papier | Aluminium | dicke Bleiplatte |
Funktionsweise (Wie?)
In jeder Zerfallsgleichung bleiben Massenzahl \(A\) (oben) und Ordnungszahl \(Z\) (unten) auf beiden Seiten gleich:
\( \alpha\text{-Zerfall:}\ A\ \text{um}\ 4\ \text{kleiner},\ Z\ \text{um}\ 2\ \text{kleiner} \)
\( \beta^{-}\text{-Zerfall:}\ A\ \text{gleich},\ Z\ \text{um}\ 1\ \text{größer}\ (\text{Neutron}\to\text{Proton}) \)
Praxisbeispiel (Wo?)
Alpha-Zerfall von Uran-238 und Beta-minus-Zerfall von Kohlenstoff-14:
\( {}^{238}_{\ 92}\text{U}\ \rightarrow\ {}^{234}_{\ 90}\text{Th}\ +\ {}^{4}_{2}\text{He} \)
\( {}^{14}_{\ 6}\text{C}\ \rightarrow\ {}^{14}_{\ 7}\text{N}\ +\ {}^{\ 0}_{-1}\text{e} \)
Kontrolle beim ersten: oben \(238=234+4\) ✓, unten \(92=90+2\) ✓.
Merksatz
Oben \(A\), unten \(Z\) – beides muss links und rechts gleich bleiben. Alpha: \(-4\) oben, \(-2\) unten. Beta-minus: \(A\) bleibt, \(Z\) wird um \(1\) größer.