Radioaktivität

Einleitung

• Definiert als: Die Eigenschaft von Atomkernen, sich in andere Atomkerne umzuwandeln.
• Vorkommen:
  • Luft und Erde
  • Kernkraftwerke
  • Medizinische Behandlungen
  • Nahrung

Aufbau eines Atoms

• Atommodell nach Rutherford:
  • Atomkern: Protonen und Neutronen
  • Elektronen: Bewegen sich auf festen Bahnen um den Kern
• Beispiel Atom: Helium
  • Symbolschreibweise:
    • Ordnungszahl (unten): Zahl der Protonen
    • Massenzahl (oben): Gesamtzahl von Protonen und Neutronen
    • Gesamte Masse im Kern

Radioaktiver Zerfall

Alpha-Zerfall

• Prinzip: Ein Heliumatomkern (Alpha-Teilchen) wird aus dem Atomkern geschossen.
• Beispiel: Actinium-Isotop
  • Ursprung: 89 Protonen, Massenzahl 226
  • Nach Zerfall: 87 Protonen, Massenzahl 222
  • Neues Element: Francium (Ordungszahl 87)

Beta-Zerfall

• Beta-Minus-Zerfall:
  • Ein Neutron wandelt sich in ein Proton um und gibt ein Elektron ab (Beta-Teilchen).
  • Beispiel: Actinium wird zu Thorium (Ordungszahl 90).
• Beta-Plus-Zerfall:
  • Ein Proton wandelt sich in ein Neutron um und gibt ein Positron ab.
  • Neues Element: Radium

Gamma-Strahlung

• Prinzip: Energierreiche elektromagnetische Strahlung, die nach Alpha- oder Beta-Zerfall abgegeben wird.
• Kein neues Element entsteht.

Eigenschaften der Strahlung

• Alpha-Strahlung:
  • Langsam
  • Kurze Reichweite
  • Abschirmung: Blatt Papier
• Beta-Strahlung:
  • Schneller
  • Reichweite: Mehrere Meter
  • Abschirmung: Einige Metalle
• Gamma-Strahlung:
  • Sehr schnell
  • Hohe Reichweite
  • Abschirmung: Dicke Bleischicht

Zusammenfassung

• Radioaktivität: Umwandlung von Atomkernen durch Alpha- oder Beta-Zerfall.
• Gamma-Strahlung kann zusätzlich auftreten.
• Strahlungseigenschaften: Verschiedene Zerfallsprodukte haben unterschiedliche Eigenschaften.