Grundlagen der Radioaktivität: Strahlung und Zerfall

Grundlagen der Radioaktivität

Röntgenstrahlung entsteht, wenn schnelle Elektronen stark abgebremst werden.

Röntgenstrahlung besteht wie Licht aus Photonen, deren Energie allerdings deutlich über der von sichtbarem Licht liegt.

Als Nukleonen bezeichnet man die Bestandteile des Kerns, also Neutronen und Protonen.

Die Massenzahl gibt die Anzahl der Nukleonen in einem Kern an.

Die Kernladungszahl gibt die Anzahl der Protonen eines Kerns an.

Als Isotope bezeichnet man Arten von Atomen, deren Atomkerne gleich viele Protonen, aber verschieden viele Neutronen enthalten. Sie haben dann verschiedene Massenzahlen, stellen aber das gleiche Element dar.

Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom. Atome haben im gewöhnlichen, neutralen Zustand genauso viele Elektronen wie Protonen. Verliert ein Atom z.B. ein Elektron, ist aus ihm ein positives Ion geworden. Bekommt es ein Elektron, entsteht ein negatives Ion.

Ein Alpha-Teilchen besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen.

Ein Beta-Minus-Teilchen ist ein Elektron.

Ein Beta-Plus-Teilchen ist ein Positron.

Gamma-Strahlen sind elektromagnetische Strahlen.

Die Halbwertszeit gibt an, nach welcher Zeit die Hälfte einer beliebigen Menge eines radioaktiven Stoffes zerfallen ist.

Als Massendefekt bezeichnet man die Differenz zwischen der Summe der Massen aller Nukleonen und der tatsächlich gemessenen Masse des Kerns.

Alpha-Strahlung:

• Sie lässt sich schon durch Papier abschirmen.
• Sie erzeugt in der Nebelkammer breite, kurze Streifen.
• Im Vergleich zu den anderen Strahlungsarten ist sie energiearm.

Beta-Minus-Strahlung:

• Sie lässt sich erst durch Aluminium bestimmter Dicke abschirmen.
• Sie erzeugt in der Nebelkammer lange, schmale Streifen.
• Im Vergleich zu Alpha-Strahlung ist sie schnell und reichweitenstark.

Gamma-Strahlung:

• Sie lässt sich erst durch Blei bestimmter Dicke abschirmen.
• In der Nebelkammer entstehen keine Streifen.
• Sie ist die energiereichste Strahlung.

Experiment:

Beobachtung (B): Lädt man ein Elektroskop negativ oder positiv auf und hält einen radioaktiven Strahler über das Elektroskop, so beobachtet man, dass es sich entlädt.

Erklärung (E): Es entlädt sich, weil die radioaktive Strahlung die Luftatome ionisiert. Um das Elektroskop herum entstehen freie Elektronen und positiv geladene Ionen. Je nach Ladung des Elektroskops holt es sich die Elektronen oder die positiv geladenen Ionen und entlädt sich.

Graph:

Beta-Minus-Teilchen werden nach oben abgelenkt. Gamma-Strahlen erfahren keine Ablenkung. Nach unten werden Alpha-Teilchen und Beta-Plus-Teilchen abgelenkt, wobei die Beta-Plus-Teilchen stärker abgelenkt werden, da sie deutlich leichter sind. Drei-Finger-Regel: Negative Ladung links, positive Ladung rechts.