Kern-/Teilchenphysik

Radioaktivität - Einführung

Zerfallsreihen

  • Gibt es verschiedene Arten ionisierender Strahlung?
  • Welche Eigenschaften hat ionisierende Strahlung?
  • Warum ist ionisierende Strahlung so gefährlich?
  • Kann man sich gegen ionisierende Strahlung schützen?

Zerfallsreihen

Es gibt vier verschiedene Zerfallsreihen, welche bei der "Geburt" der Erde vorhanden waren. Die Neptunium-Reihe ist heute nicht mehr zu beobachten.

  • Thorium-Zerfallsreihe          (4·n)
  • Uran-Radium-Zerfallsreihe   (4·n + 2)
  • Uran-Actinium-Zerfallsreihe (4·n + 3)
  • Neptunium-Zerfallsreihe       (4·n + 1)

Der in Klammern angegebene Term beschreibt, wie sich die Massezahl eines Mitglieds der Zerfallsreihe darstellen lässt. Dabei ist n eine natürliche Zahl. Zum Beispiel sind die Massezahlen der Mitglieder der Thorium-Zerfallsreihe immer als Vielfache von 4 darstellbar.

Hinweis/Fehlerkorrektur: In der Animation ist ein Fehler in der Zerfallsgleichung des ersten Thoriumzerfalls. Radium hat die Ordnungszahl 88.

  • Der α-Zerfall führt zu einem Kern, der im N-Z-Diagramm um zwei Plätze nach links und um zwei Plätze nach unten gegenüber der Lage des Mutterkerns verschoben ist.
  • Der β-Zerfall führt zu einem Kern, der im N-Z-Diagramm um einen Platz nach links und um einen Platz nach oben gegenüber der Lage des Mutterkerns verschoben ist.
  • γ-Übergänge führen zu keinem Platzwechsel im N-Z-Diagramm.

Beachte, dass ein Kern nicht gleichzeitig Mitglied mehrerer Zerfallsreihen sein kann!

1 Ablauf der vier natürlichen Zerfallsreihen
Verständnisaufgabe

Gib eine Begründung dafür an, dass die Neptunium-Reihe heute nicht mehr in der Natur zu beobachten ist.

Lösung

Das Alter der Erde beträgt ca. 4,5 Milliarden Jahre. Die längste Halbwertszeit der Neptuniumreihe ist 2,1 Millionen Jahre. Daher ist von dieser Reihe kaum noch ein Mitglied in der Natur vorhanden.

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