Radioaktiver Zerfall

Wenn ein Kern radioaktiv zerfällt – oder radioaktiv zerfällt -, ändert er seinen Zustand in einen Zustand niedrigerer Energie und emittiert ein Teilchen (manchmal mehr als einen), einen Gammastrahl oder beides (und eine Art des radioaktiven Zerfalls beinhaltet die Absorption oder Einfangen eines Elektrons sowie Emission eines Teilchens).

Unter den radioaktiven Materialien, die hier auf der Erde natürlich vorkommen, sind zwei Arten des radioaktiven Zerfalls häufig: Alpha (α) und Beta (β). Sie haben ihren Namen von den offensichtlichsten emittierten Teilchen, einem Alpha-Teilchen (das der Kern des stabilen Heliumisotops namens Helium-4 ist) oder einem Beta-Teilchen (das entweder ein Elektron oder ein Positron ist; das Positron ist das Antimaterie-Gegenstück zum Elektron). Bei beiden Arten des Zerfalls kann auch ein Photon mit Gammastrahlenenergie emittiert werden, und beim Beta-Zerfall wird fast immer ein Neutrino emittiert (Antineutrino, wenn es sich um einen Beta-Zerfall vom Elektronentyp handelt, Neutrino, wenn es sich um einen Positronentyp handelt).

Im Labor und im Weltraum gibt es Atomkerne, die auf andere Weise radioaktiv zerfallen – zum Beispiel durch Emission eines Protons; Diese Arten des Zerfalls treten in Isotopen auf, die eine sehr kurze Lebensdauer haben.

Sie haben von Schrödingers armer Katze gehört, oder? Nun, nicht so arm, denn es ist ein Gedankenexperiment (keine echte Katze beteiligt), aber es ist ein gutes Mittel, um etwas ziemlich Skurriles über den radioaktiven Zerfall zu verstehen. Sie sehen, wenn Sie ein paar Milliarden Atome eines radioaktiven Isotops haben, sagen wir Kalium-40, können Sie mit großer Sicherheit sagen, wie viele im nächsten Jahr zerfallen werden. Sie können jedoch nicht sagen, welche bestimmten Kerne zerfallen werden!

Der radioaktive Zerfall ist sehr wichtig für eine Vielzahl menschlicher Aktivitäten, von der Medizin über die Stromerzeugung und darüber hinaus bis hin zu Astronomen. Zum Beispiel stammt die charakteristische Lichtkurve von Supernovae vom Typ Ia, mit der (unter anderem) das Alter des Universums abgeschätzt wird, aus dem Zerfall eines radioaktiven Nickelisotops (Nickel-56 und seines Tochterisotops Cobalt-). 56), in reichlichen Mengen vom Selbstmordstern produziert.

Es gibt viel Material im Internet über den radioaktiven Zerfall. Hier sind einige gute Links, auf die Sie klicken können: Radioaktiver Zerfall in Supernova-Überresten (NASA), Radioaktiver Zerfall (Carlton College) und Zerfall (ein Applet, Michigan State University).

Zu den Geschichten und Artikeln des Space Magazine über den radioaktiven Zerfall gehören Solved: Mystery of Gamma Ray Distribution in der Milchstraße, A Supernova Alle 50 Jahre und Add Heat, Then Tectonics: Die Jagd nach dem Leben im Weltraum einschränken.

Astronomie Cast-Episoden von direkter Relevanz für den radioaktiven Zerfall umfassen die starken und schwachen Kernkräfte sowie die Energieniveaus und Spektren; Schau sie dir an!

Quellen:
Wikipedia
Boston Universität
NDT Resource Center
Universität in Stanford

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