Warum zerfällt nach Ablauf der Halbwertszeit eines bestimmten Elements oder Isotops nur die Hälfte der Menge der Atome?
Wenn man etwas immer wieder halbiert, bleibt auch immer etwas über. Genau das ist mein Problem bei dieser Frage. Warum gelingt es manchen Atomen sich so extrem überdurchschnittlich lange stabil zuhalten? Die Halbwertszeit ist ja meines wissen kein Mittelwert, sondern sagt aus, das genau nach dieser Zeit die ersten Atome beginnen zu zerfallen. Und dann noch genau die Häfte? Gleichzeitig? Warum?
Ich hoffe Ihr versteht meinen Gedankengang. danke im Vorraus
Jimmy - der Hobby-Akademiker
7 Antworten
Nein, dein Gedankengang passt so nicht ganz.
Radioaktiver Zerfall läuft ganz spontan ab. Man kann nicht vorhersagen, wann welches Atom zerfällt. Die Zerfallsraten verschiedener Atome sind aber auch unterschiedlich.
Die Halbwertszeit sagt nicht, dass dann die ersten Atome zerfallen. Nach der Halbwertszeit ist nur noch die Hälfte der Atome da. Jedoch zerfallen die Atome nicht alle gleichzeitig, sondern kontinuierlich. Das heißt, die Atome zerfallen die ganze Zeit.
Die Halbwertszeit ist aber immer konstant, es ist also egal ob du 1g oder 1kg Uran hast. Nach rund 4 Mrd. Jahren ist bei beiden nur noch die Hälfte da.
Rein Mathematisch kann die Anzahl an Atomen nie null werden, rein praktisch wird sie aber auch null. Irgendwann kommt man ja bei nur noch einem Atom an, und das zerfällt ja auch irgentwann. Halbieren wird es sich nicht.
Die Halbwertszeit ist aber auch nur statistisch exakt. Rein theoretisch kann auch nach 3 Mrd. Jahren das Uran halbiert sein. Die Halbwertszeit gibt die wahrscheinlichste Zeit zur Halbierung an.
nein, es zerfällt nicht die hälft gleichzeitig.
wenn du 1.000.000 atome eines stoffes hast, mit einer halbwertszeit von 10min, dann zerfallen von anfang an atome. nach einer minute sind dann vllt noch 940.000 da und nach 10min eben ca 500.000
der wert gibt also nur an, wann die hälfte der atome weg ist, natürlich auch nur im durchschnitt
Wie schon andere geschrieben haben: Dein Bild vom radioaktiven Zerfall ist leider falsch. Es gibt da keinen Kollektivtod der Hälfte aller Atome. Hingegen ist es eine Eigenschaft eines neu entstandenen Atoms, daß es (das eine Atom) eine Zerfallswahrscheinlichkeit hat - das heißt, die Wahrscheinlichkeit, daß es innerhalb einer nächsten kurzen Zeitspanne "stirbt" ist ein bestimmter Wert und - anders als bei den Lebewesen - : dieser Wert bleibt über die ganze Zeit, die das eine Atom nicht "gestorben" ist, konstant. Das Atom altert also nicht !!!. Diese Wahrscheinlichkeit, daß es innerhalb einer (kurzen) Zeitspanne "stirbt", nennt man Zerfallskonstante. In welcher Zeitdimension man sie angibt, ist egal - meist wählt man die Zeiteinheit pro Sekunde. Da eine "Zerfallskonstante" eine nicht sehr anschauliche Größe ist, hat man inhaltlich identischen Begriff "Halbwertzeit" geprägt. Aus dem einen kann man das andere ausrechnen - aber das sollte man -bei Interesse - in einem Fachbuch nachlesen, wie das geht. Auch die Halbwertszeit gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine bestimmte Atomsorte zerfällt. Da es in der Praxis von einer bestimmten Atomsorte immer viele Atome gibt, geht man bei diesem Bild nicht von einem einzigen Atom aus, sondern von sehr vielen. Wenn alle die gleiche Wahrscheinlichkeit haben, zu zerfallen, sind nach einer bestimmten Zeit, nur noch die Hälfte da. Diese "bestimmte Zeit nennt man dann Halbwertzeit. Man könnte aber genau so gut eine Zeit angeben, nach der sagen wir noch 90 % der ursprünglichen Zahl da sind (und das die 90% Zeit nennen). Daß man als Bezug die 50 % Marke gewählt hat, ist reine Konvention, da es ein griffiges Bild ergibt. Daß diese Halbwertzeit sich nicht mit der Zeit ändert, liegt eben daran, daß das einzelne Atom nicht altert. Es kann also evtl. bereits 100 Jahre oder auch 10 000 Jahre alt sein, die Wahrscheinlichkeit, innerhalb sagen wir des nächsten Jahres zu zerfallen (in eine andere Atomsorte sich zu verwandeln) bleibt die Gleiche wie kurz nach der Geburt.
Natürlich muss die Halbwertszeit ein Mittelwert sein, denn er sagt aus in welcher Zeit die jeweilige Hälfte einer radioaktiven Substanz zerfallen ist.
Dazu muss man schon mehrere Messungen durchführen und die Ergebnisse mitteln.
Deine Vorstellung, erst nach Ablauf der Halbwertszeit beginnen die Atome zu zerfallen ist falsch, denn der Zerfall beginnt sofort mit der Entstehung.
Die Halbwertszeit ist eine stoffspezifische Konstante. Sie sagt etwas über die Stabilität des Atomkern aus.
...Die Halbwertszeit ist ja meines wissen kein Mittelwert, sondern sagt aus, das genau nach dieser Zeit die ersten Atome beginnen zu zerfallen...
..das ist falsch. Die Halbwertszeit ist ein statistischer Mittelwert.
Die ersten Atome zerfallen bereits unmittelbar nach dem Beginn des Messzeitraumes. Am Ende der ersten Halbwertszeit sind dann insgesamt im Mittel die Hälfte aller Atome zerfallen.