Seereich Aquatropolis

Guten Tag liebe nach Wisssen dürstende Studenten.
Daas heutige Seminar wird die Grundlagen der Radioaktiven Strahlung behandeln und wird benötigt um die weiterführenden Semniare betreffend Strahlung zu besuchen.


Nun fangen wir gleich an.

Was sind eigentlich Radioaktive Stoffe überhaupt und warum Strahlen Sie?

Radioaktive Elemente, auch Radioaktive Nuklide genannt, sind instabile Stoffe.
Sprich der Kern des Atomes ist instabil.

Wie Sie alle Wissen, besteht ein Atom aus einem Kern, welcher Neutronen und Protonen enthält, sowie einer Schale die Elektronen enthält.

Eine Atomsorte oder Atomkernsorte (ein Nuklid) ist durch seine Kernladungszahl (Ordnungszahl) Z und seine Massenzahl (Nukleonenzahl) A bestimmt:

Nukleonen (A) = Protonen (Z) plus Neutronen (N), also A = Z + N.

Ein Nuklid X wird daher formelmäßig wie folgt geschrieben:

A
X
Z N


Nehmen wir zum Beispiel Kobalt:


60
Co
27 33


vereinfacht: 60Co oder Co-60.
Jedes Radionuklid hat seine charakteristischen Zerfallseigenschaften wie Halbwertszeit, Zerfallsart und Zerfallsenergie.

Atomarten mit gleicher Kernladungszahl (nicht aber Massenzahl), die damit demselben Element zugehören, heißen Isotope.
So haben 31P, 32P, 33P, die Isotope des Phosphors, unterschiedliche Kernmassen (Massenzahlen), verhalten sich jedoch chemisch praktisch gleich.

Kommen wir nun zum Zerfall selbst:

Grundsätzlich gibt es drei Arten von radioaktivem Zerfall, die Alpha-Strahlung, die Beta-Strahlung und die Gammastrahlung, diese sind wiederum in verschiedene Zwischenstufen und Zerfallsarten aufgeteilt.
Die genannten Zerfallsarten sind jedoch die am häufigsten Auftretenden Zerfallsarten und somit am relevantesten.

Alle drei Arten des Zerfalls haben unterschiedliche Auswirkungen, die Ursache ist jedoch die selbe: der Kern möchte einen Zustand der stabilität erreichen.
Je nach der Art wie das Nuklid zerfällt, was durchaus auf mehrere Arten geschehen kann, nennt man es Alpha-, Beta-, oder Gammastrahler.

Nehmen wir nun die Alpha-Strahlung her:



Beim Alphazerfall bzw. der Alphastrahlung wird ein Alphateilchen, bestehend aus zwei Protonen und zwei Neutronen aus dem Kern geschleudert (emittiert) und verringert somit die Ordnungszahl des Atomkerns um 2 und die Massenzahl um 4.
Daraus lernen wir - Alphastrahler senden je 2 Protonen und 2 Neutronen, das sogennante Alphateilchen aus dem Kern hinaus.





Die Betastrahlung verhält sich fast ident, mit dem Unterschied dass lediglich ein Elektron oder Positron emittiert; ein im Atomkern vorhandenes Neutron wandelt sich in ein Proton um oder umgekehrt. Hierdurch ändert sich die Ordnungszahl um 1, die Massenzahl bleibt gleich.

Jedoch gibt es beim Betazerfall zwei verschiedene Zerfallsarten, den Beta-Minus-Zerfall und den Beta-Plus-Zerfall.
Im Falle eines Beta-Minus-Zerfalls sendet der Kern ein Elektron und ein Antineutrino aus, die Ordnungszahl wird um +1 verändert.
Beim Beta-Plus-Zerfall sendet der Kern wiederum ein Positron und ein Neutrino aus, die Ordnungszahl wird um -1 geändert.

Die dritte Art der Strahlung bzw. des Zerfalls ist die Gammastrahlung/Zerfall.



Ein Gammazerfall tritt meist als unmittelbare Folge eines Alpha- bzw. Beta-Zerfalls auf. Massen- und Ordnungszahl bleiben dabei gleich, jedoch ändert sich der Anregungszustand des Kerns.

Der nach dem Zerfall zurückbleibende Kern, der Tochterkern, befindet sich in der Regel in einem angeregten Zustand; anschaulich gesagt schwingt oder rotiert er beispielsweise.
Beim Übergang in einen weniger hoch angeregten Zustand oder den Grundzustand gibt er die frei werdende Energie in Form von Gammastrahlung ab. Diese Zustandsänderung des Kerns wird als Gammaübergang oder auch Gammazerfall bezeichnet, obwohl der Kern dabei keineswegs „in seine Bestandteile zerfällt“, also keine Teilchen mit Masse abgibt.

Alle Nuklide stellen die Strahlenabgabe ein, sobald ein stabiler Zustand erreicht wurde, im Falle von Cobalt-60 wäre das beim Zerfall in Cobalt-59 der fall, welches 100% stabil ist.

Das liebe Zuhörer ist Radioaktive Strahlung, Sie wissen nun was Radioaktive Stoffe sind, wieso sie strahlen und was Strahlung eigentlich ist.
Ebenso haben Sie die drei häufigsten Arten der Strahlung bzw. des Zerfalls kennengelernt.

Es wird über dieses Seminar eine Abschlussprüfung geben, wird diese bestanden, so sind Sie berechtigt das folge-Seminar "Strahlenfolgen" zu besuchen.

Gibt es von Ihrerseite her Fragen?

Professor Simultan, genügt es nicht auch bei der Beschreibung eines Nuklids nur Kernladungs- und Massenzahl anzugeben ?

Also die Schreibweise:

_A
X
^Z

zu verwenden ?

Ich meine, wenn man A und Z bereits kennt dann kann man es sich doch eigentlich sparen N noch extra mit hinzuschreiben.

Professor Simultan ?

Im Prinzip schon, es würde auch genügen nur die Massenzahl anzugeben.
Die Neutronen müßen nicht zwingend angegeben sein, jedoch sind Sie beim berechnen der Massenzahl von Nöten.

Entsprechend kann man sagen zum berechnen kann es hilfreich sein die Neutronenzahl anzugeben, jedoch ist es nicht zwingend erforderlich.

Ich hoffe damit Ihre Frage ausreichend beantwortet zu haben. :)

Ja danke :).

Gibt es schon einen Termin für die Abschlussprüfung ?

Bitte :)
Nun, die Abschlussprüfung findet am 26.11. gegen 10.00 Uhr statt.

Ok...

Auf Wiedersehen Professor :).