Frage von General001, 106

Was ist Radioaktivität (bitte lesen)?

In einem Text über Radioaktivität steht dass das die Eigenschaft instabiler Kerne (Nuklide) ist spontan ohne äußere Einwirkung zu zerfallen.

Später wird jedoch erwähnt: Der Zerfall der durch Wechselwirkung der kosm. Strahlung mit der Atmosphäre und mit Meteoriten erzeugten kurzlebigen Nuklide gehört ebenso zur natürlichen R.. Durch Kernreaktionen mit Neutronen in Reaktoren und energiereichen Teilchen in Beschleunigern können aus jedem chemischen Elemente ein oder mehrere künstliche Radioisotope entstehen.

Des Weiteren kann man doch eigentlich auch die Halbwertszeit über die Kernanziehungskraft bestimmen bzw. berechnen, oder?  

Somit ist doch der Zerfall von außen beeinflusst und nicht spontan.

Antwort
von matmatmat, 28

Instabile Isotope zerfallen spontan. Sie geben Strahlung ab die dann mit viel Energie umherfliegt.

Die dabei abgegebene Strahlung (oder die kosmische Strahlung, etc.) kann dann andere, bis dahin stabile Atomkerne treffen und dort z.B. ein zusätzliches Neutrone, je nach Strahlung. Dadurch kann der getroffene Kern zu einem instabilen Isotop werden oder - wenn die Energie ausreicht - auseinanderbrechen in neue Kerne, die dann ggf. instabil sind. Die zerfallen dann auch wieder spontan.

Was da wie in was zerfällt kann man in den Zerfallsreihen nachschlagen.

Expertenantwort
von Christianwarweg, Community-Experte für Chemie, 59

Nein, ist so nicht ganz korrekt.

Im Beispiel mit der Atmosphäre wird auch der Zerfall nicht direkt beeinflusst, denn aus einem stabilen Stickstoffatom wird z.B. ein radioaktives Sauerstoffatom. Damit ist es ein anderes Teilchen.

Der Zerfall von diesem radioaktiven Atom ist wiederum ein spontaner, nicht zu beeinflussender Vorgang.

Wenn man nun sehr viele von diesen Atomen hat, dann kann man sagen, dass in jedem Moment x von denen Zerfallen.

Betrachtet man ein einzelnes radioaktives Atom, dann ist dessen Zerfall aber nicht vorhersagbar und kann auch durch Erhitzen, chemische Reaktion etc. nicht beeinflusst werden.

Bei der Kernspaltung könnte man vielleicht sagen, dass da aktiv der Zerfall beeinflusst wird. Allerdings ist das kein radiaktiver Zerfall, sondern Kernspaltung.

Kommentar von NMirR ,

selbst bei der Kernspaltung entsteht ja erst ein instabiler Kern, der stark radioaktiv ist

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 19

Was Dein Text meint, ist folgendes: Instabile Atom­kerne zerfallen „von innen heraus“, ohne daß jemand sie dazu in den Aller­werte­sten treten muß. Dabei ist es egal, ob der instabile Atom­kern von 8 Milliarden Jahren in einer Super­nova gebildet wurde und seither in der Erd­kruste herum­liegt oder gerade erst eine Minute vorher durch kosmi­sche Strahlen (oder in einem Reaktor) ent­standen ist.

Kerne sind stabil oder eben instabil, und wenn sie instabil sind, dann zer­fallen sie un­abhän­gig von Um­gebungs­bedingun­gen. Die Halb­werts­­zeit eines instabilen Kerns kann man nicht beein­flussen, man kann die Dinger also nicht „im Kühl­schrank lagern“ damit sie länger halten.

(Das stimmt wie immer nur approximativ; bei manchen Zerfallstypen [Elek­tronen­einfang] hat die chemische Umgebung einen sehr schwachen Einfluß auf die Halb­werts­zeit. Und bei allen radioaktiven Kernen wird der Zerfall durch Vakuum-Feldfluktuationen vermittelt, aber die kriegt man ja nie weg)

Ja, theoretisch kann man die Halbwertszeit eines Kerns berechnen; bei den meisten α-Strahlern gibt es eine einfache Beziehung zwischen Halbwertszeit und Zerfalls­energie (letztere kann man berechnen, aber das ist weder ein­fach noch sehr genau).

Antwort
von WeicheBirne, 29

Kernzerfall kommt durch die sogenannte schwache Kraft zustande. Das ist eine Abstoßungskraft zwischen Elemetarteilchen (im Atomkern). Die schwache Kraft hat nichts mit der starken Kraft zu tun, die den Atomkern zusammenhält.

Kernzerfall ist also wirklich spontan. Die Beispiele in Deinem Text geben an durch welche Ereignisse radioaktive Isotope entstehen (Meteoriten, Neutronenstrahlung, etc.). Die radioaktiven Teilchen sitzen oder fliegen dann aber erst einmal herum und zerfallen spontan.

Die Halbwertszeit ist eine statistische Größe, die nichts mit äußeren Einwirkungen zu tun hat. Stell Dir einmal vor ein Atomkern hat eine Wahrscheinlichkeit von 0,5 innerhalb der nächsten Minute zu zerfallen. Vielleicht zerfällt er in der nächsten Minute vielleicht aber auch nicht. Das ist spontan. Wenn Du jetzt eine Milliarde solcher Atomkerne hast, werden nach einer Minute etwa die Hälfte aller Kerne zerfallen sein. Die Halbwertszeit beträgt also eine Minute. Trotzdem zerfällt jeder Kern spontan. Es ist einfach nur sehr sehr wahrscheinlich, daß die Hälfte aller Kerne nach einer Minute zerfallen ist.

Kommentar von Reggid ,

Kernzerfall kommt durch die sogenannte schwache Kraft zustande.

nur beta-zerfall (und alle abwandlungen davon wie beta+-zerfall und electron-capture). alpha-zerfall (und gamma-"zerfall") hat nichts mit der schwachen wechselwirkung zu tun.

Das ist eine Abstoßungskraft zwischen Elemetarteilchen (im Atomkern)

nein. die schwache wechselwirkung ist nicht generell abstoßend. ob sie anziehend oder abstoßend wirkt ist sehr von den jeweiligen teilchen abhängig (welcher quark-flavor, elektron oder neutrino, links- oder rechtshändig...). allerdings ist die schwache wechselwirkung bei typischen kernenergien ohenhin so schwach, dass eine anziehende oder abstoßende wirkungen völlig vernachlässigt werden kann. der einzig verbleibende effekt ist somit die umwandlung verschiedener flavors ineinander ---> beta-zerfall.

Kommentar von WeicheBirne ,

Stimmt, die schwache Kraft wirkt nicht beim alpha-Zerfall und kann auch attraktiv sein. Danke für die Korrektur :)

Kommentar von General001 ,

Also da man nicht weiß wie lange die Kernanziehungskraft den Kern noch zusammenhalten wird zerfällt er spontan. Es gibt jedoch eine Wahrscheinlichkeit mit der sich vorhersagen lässt wenn der Kern ungefähr zerfällt? Sehe ich das so richtig?

Kommentar von WeicheBirne ,

Ja, es gibt eine Wahrscheinlichkeit dafür, daß der Kern innerhalb einer bestimmten Zeit zerfällt.

Expertenantwort
von fjf100, Community-Experte für Mathe, 11

Ab einer bestimmten Kerngröße sind diese instabil und zerfallen.

Hat man z.Bsp. 1 Kg Uran ,so hat man auch irrsinnig viele Kerne,die Zerfallen können.

Betrachtet man nun nur einen Kern, so kann es sein,dass dieser in den nächste paar Sekunden zerfällt,oder auch erst in 1000 Jahren oder mehr.

Hat man nun genug Material,dann zerfallen eben in 1 Sekunde auch entsprechend viele Kerne.

Beim Atommüll ,versucht man die Kerne zum zerfallen zu bringen .

Gelingt dies,so braucht man den Müll nicht mehr so lange lagern.

Was nun möglich ist,weiß ich nicht.Atomphysik ist nicht mein Fachgebiet.

Antwort
von W00dp3ckr, 33

Es gibt Fälle, wo man Zerfall herbeiführen kann. Das macht man sich in kernreaktoren zunutze.

Aber es gibt auch Fälle, bei denen der Zerfall nach einiger Zeit zufällig auftritt. Du könntest ein Radium-Ion einige Jahre in einer Ionenfalle im Vakuum aufheben, und es würde irgendwann zerfallen.

Kommentar von NMirR ,

das erstgenannte is allerdings keine Radioaktivität

Antwort
von exolord, 29

die Strahlung der Atomkraftwerke 

Kommentar von rumar ,

exolord:

hast du die Frage von General001 wirklich ganz gelesen, wie er vorgeschlagen hat ?

Kommentar von exolord ,

ich sag es nur wie es mir in der Schule gesagt wurde ( wurde meistens belogen)

Antwort
von rumar, 27

@General001

Wenn du über einen Text sprichst und Fragen dazu stellst, wäre es sehr hilfreich, wenn du auch die Quelle oder einen Link dazu angeben würdest !

Antwort
von rumar, 20

Im Wikipedia-Artikel

https://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung

wird klar unterschieden zwischen Spontanspaltung und neutroneninduzierter Spaltung.

Antwort
von NMirR, 31

Nein, die Bildung des Kerns ist von außen beeinflusst, er zerfällt allerdings von selbst.

Kommentar von NMirR ,

und die Halbwertszeit ist nur eine Wahrscheinlichkeitsrechnung. es könnten in der Zeit auch alle oder kein Kern zerfallen sein.

Kommentar von General001 ,

Also ist der erste Satz aus dem Text falsch?

Kommentar von NMirR ,

nein, das was dir gedacht hast ist falsch, da der Zerfall an sich nicht beeinflusst wird, nur das der radioaktive Kern überhaupt entsteht

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