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Kernchemie
Die Eigenschaft von Atomkernen sich spontan in andere umzuwandeln, wobei Energie in Form von Teilchen oder Strahlung frei wird, nennt man Radioaktivität. Die Ursache der Radioaktivität ist eine Instabilität der Atomkerne, die durch einen Überschuss an Protonen oder Neutronen ausgelöst wird.
Radioaktivität
Themen
Radioaktiver Zerfall
Unter einem radioaktiven Zerfall (Kernzerfall) versteht man die Umwandlung von instabilen Atomkernen unter Energieabgabe in andere Kerne. Dabei wird die freigesetzte Energie in Form von Strahlung abgegeben. Diese Strahlung kann entweder aus energiereichen Teilchen oder Gammastrahlung bestehen.
Welche Zerfallsarten gibt es?
Die drei wichtigsten Zerfallsarten sind Alpha-, Beta- und Gammazerfall.
Alpha-Zerfall: viele radioaktive Kerne wandeln sich unter Aussendung von Nukleonen, also von Protonen, Neutronen oder sogar leichten Kernen, um. Wichtigstes Beispiel ist der Alpha-Zerfall. Hierbei wird ein Heliumkern abgespalten. Ein Heliumkern besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Bei Abgabe von Alphastrahlung verringert sich die Massenzahl um 4 und die Kernladungszahl (Ordnungszahl) um 2.
Die Reaktionsgleichung lautet:
${}_{88}^{224}Ra \rightarrow {}_{86}^{222}Rn+{}_{2}^{4}He^{2+}$
Beta-Zerfälle: wenn bei einem Zerfall Elektronen (oder deren Antiteilchen) beteiligt sind, spricht man von einem Beta-Zerfall. Es gibt den Beta-minus- und den Beta-plus-Zerfall. Bei der $\beta^{-}$ – Strahlung werden Elektronen freigesetzt, bei der $\beta^{+}$ – Strahlung werden Positronen (Antiteilchen der Elektronen) freigesetzt. Das sind ebenfalls Teilchen, die aber im Unterschied zu Elektronen keine negative Ladung, sondern eine gleich große positive Ladung besitzen.
Gamma-Zerfall: ist ein Übergang zwischen energiereichen Zuständen ein und des selben Kerns. In diesem Fall werden überhaupt keine Materieteilchen abgestrahlt. Entsprechend wandelt sich auch der Kern nicht in einen anderen um. Er gibt seine überschüssige Energie direkt in Form energiereicher elektromagnetischer Strahlung ab. Diese kann als Gammastrahlung frei werden, oder an ein Elektron in der Atomhülle abgegeben werden (innere Konversion).
Die unterschiedlichen Zerfallsarten werden in einer Übersicht der Uni Göttingen sehr gut dargestellt: Zerfallsarten
Eine Zusammenfassung aller Zerfallsarten findest du bei den Arbeitsblättern (Radioaktiver Zerfall-Zusammenfassung)
Arbeitsblätter
Ordner 12FO-CH-Material
- Radioaktiver Zerfall-Zusammenfassung (wichtig!)
Übungen
Quiz Radioaktivität
….
Tests
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- 12FO1 Class Code is: …
- 12FO2 Class Code is: …
Weiterführende Links
Lernhelfer (Radioaktiver Strahlung – Arten und Eigenschaften)