Radioaktiver Zerfall

1. Alpha-Zerfall (α-Zerfall)

Was passiert: Der Kern emittiert ein α-Teilchen, das aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht (identisch mit einem Heliumkern).

$${}_2^4\mathrm{He}$$

Regel (Verschiebungsgesetz):

• Die Massenzahl (A) nimmt um 4 ab.

• Die Ordnungszahl (Z) nimmt um 2 ab.

Beispiel:

$${}_Z^A\mathrm{X}⟶{}_{Z-2}^{A-4}\mathrm{Y}+{}_2^4\mathrm{He}$$

Eigenschaften der Strahlung:

• Hohe Ionisierungswirkung, aber geringe Reichweite (wird bereits durch ein Blatt Papier oder die oberste Hautschicht abgeschirmt).

2. Beta-Zerfall (β-Zerfall)

Es gibt zwei Hauptformen des Beta-Zerfalls:

a) Beta-Minus-Zerfall (β⁻-Zerfall)

Siehe auch

• Kinetik
• Elektrochemie
• Atommodelle
• Thermodynamik

Was passiert: Ein Neutron im Kern wandelt sich in ein Proton um, wobei ein Elektron (β⁻-Teilchen) und ein Antineutrino emittiert werden.

$${\bar{\nu }}_e$$

Regel:

• Die Massenzahl (A) bleibt gleich.

• Die Ordnungszahl (Z) nimmt um 1 zu.

Beispiel:

$${}_Z^A\mathrm{X}⟶{}_{Z+1}^A\mathrm{Y}+e^{-}+{\bar{\nu }}_e$$

Eigenschaften der Strahlung: Mittlere Ionisierungswirkung, mittlere Reichweite (wird durch dünne Aluminiumbleche oder Glas abgeschirmt).

b) Beta-Plus-Zerfall (β⁺-Zerfall)

Was passiert: Ein Proton im Kern wandelt sich in ein Neutron um, wobei ein Positron (β⁺-Teilchen) und ein Neutrino emittiert werden.

$${\nu }_e$$

Regel:

• Die Massenzahl (A) bleibt gleich.

• Die Ordnungszahl (Z) nimmt um 1 ab.

Beispiel:

$${}_Z^A\mathrm{X}⟶{}_{Z-1}^A\mathrm{Y}+e^{+}+{\nu }_e$$

3. Gamma-Zerfall (γ-Zerfall)

Was passiert: Nach einem Alpha- oder Beta-Zerfall befindet sich der entstandene Kern oft in einem energetisch angeregten Zustand. Er gibt die überschüssige Energie in Form eines γ-Photons (elektromagnetische Welle) ab, um in den Grundzustand überzugehen.

Regel:

• Massenzahl (A) und Ordnungszahl (Z) bleiben unverändert.

Eigenschaften der Strahlung:

• Sehr geringe Ionisierungswirkung, aber sehr hohe Reichweite (wird erst durch dicke Blei- oder Betonschichten effektiv abgeschirmt).