Physics 2000 Science Trek Isotopes & Radioactivity

Betazerfall

Wie radioaktiver Zerfall vonstatten geht, werde ich mit Hilfe eines Applets mit einer Isotopentafel erklären, welches nun in einem getrennten Fenster erschienen sein sollte. Wenn nicht, klicke hier: , um es jetzt zu öffnen.

Radioaktive Atome können auf verschiedene Arten zerfallen. Hier ist ein Beispiel: Nimm an, ein Atom hat zu viele Neutronen, um stabil zu sein. Das ist bei Tritium, 31H, der Fall.

Schmeißt es nicht einfach eines der Neutronen raus?


Nein, das geht nicht; die Neutronen sitzen zu fest an ihrem Platz. Was allerdings geht...nun, das lasse ich dich selber herausfinden. Klicke auf den mit H3 (für Wasserstoff-3, oder Tritium) bezeichneten Knopf im Applet.

Das Neutron wird zu einem Proton! 31H wird 32He.

Richtig. Ein instabiles Isotop von Wasserstoff hat sich in ein stabiles Isotop von Helium umgewandelt. Du siehst auch, dass 31H und 32He die gleiche Massezahl haben. Das ist auch gut so, denn Masse muss erhalten bleiben.

Es gibt aber noch ein Problem. Elektrische Ladung muss ebenfalls erhalten bleiben.


Wasserstoff hat nur ein Proton und Helium hat zwei, also hat man am Ende doppelt so viel positive Ladung wie am Anfang. Wie kann man das beheben?

Wenn sich 3H in Helium-3 verwandelt, sendet es zusätzlich ein Elektron aus — dieses hat kaum Masse und besitzt eine negative Ladung, die genau die eines Protons kompensiert. Dieser Vorgang heißt Betazerfall, und das Elektron wird in diesem Zusammenhang Betateilchen genannt.

Du kannst die Kernreaktion beim Betazerfall des Tritiums so aufschreiben, dass das Elektron eine "Massezahl" 0 und eine "Ordnungszahl" -1 erhält:

31H => 32He + 0-1e

Beachte, dass nun die Massezahlen auf jeder Seite dieselbe Summe ergeben (3 = 3 + 0) und genauso für die Ladungen (1 = 2 + -1). Das muss bei jeder Kernreaktion so sein.




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