Bedeutung (Warum?)Instabile Atomkerne wandeln sich unter Aussendung von Strahlung spontan in andere Kerne um.
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.
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