Kontinuierliches Energie-Spektrum der Elektronen bei β- Zerfall?
Hi,
bei einer Aufgabe zum Klausurtraining auf LEIFIphysik bin ich gerade auf eine Aufgabe gestoßen, dessen Lösung ich nicht nachvollziehen kann.
Es geht um eine Aufgabe zur Altersbestimmung bei der 14C-Methode:
https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/anwendungen-der-kernphysik/aufgabe/altersbestimmung-mit-der-c14-methode-abitur
(Teilaufgabe c)
Hier soll man das Energiespektrum der Elektronen beim β- Zerfall von 14C skizzieren und erklären. Dabei gibt die Lösung ein kontinuierliches Spektrum vor, mit der Erklärung, dies sei nur durch das Anti-Elektronneutrino (ν‘e) und dadurch zu erklären, dass es beim β- Zerfall nicht zwei sondern drei Endprodukte gibt.
Ich verstehe aber nicht, warum daraus zu schlussfolgern ist, dass ein kontinuierliches Energiespektrum entsteht. Ich bitte um Erklärung.
Danke für alle Antworten.
2 Antworten
3DRiley hat schon viel Richtiges zum Beta-Zerfall gesagt.
Ich glaube, Deine eigentliche Frage ist noch nicht ganz beantwortet. Wenn bei einem Zerfallsprozess nur zwei Zerfallsprodukte entstehen (z.B. beim Alpha-Zerfall), ist die Situation wegen Impuls- und Energieerhaltung sehr einfach. Salopp: Die Dinger fliegen in entgegengesetzte Richtung auseinander und wie sich die Energie verteilt ist durch das Verhältnis der Massen bestimmt.
Wenn Du ein kontinuierliches Spektrum vor Dir hast, liegt die Annahme nah, dass das ein Prozess mit mehr als zwei Zerfallsprodukten ist: Die Erhaltungssätze gelten natürlich, aber es gibt halt unendliche viele Möglichkeiten, wie sich die Energie auf die entstehenden Teilchen verteilen kann und trotzdem der Gesamtimpuls erhalten bleibt.
Du wirst Schwierigkeiten haben, das kontinuierliche Spektrum zu erklären, wenn Du nur zwei Zerfallsprodukte annimmst - das kannst Du ja mal versuchen. ;)
1. Dies ist ein normaler Beta- Zerfall.
2. Bei einem Beta- Zerfall wird ein Neutron zu einem Proton und gibt über ein W- Boson ein Elektron sowie ein Elektron-Antineutrino frei.
3. Je nachdem wie stark das Atom/der Kern geladen ist, variiert die Beta- geschwindigkeit/Ladung.
4. Die Energie/Geschwingdigkeit des Elektron hängt auch von dem Zerfall ab, desto mehr Energie das Elektron erhält, desto schneller ist es.