Frage von simsplayer99, 85

Wer kennt sich in Physik aus, (halbwertszeit)?

Guten abend, Ich halte morgen ein Physik Referat zur ebdlagerproblematik und ein Themenbereich ist auch die Halbwertszeit. Nun habe ich gelesen, dass die halbwertszeit die Zeitspanne ist in der sich die Menge und Aktivität der Menge der Atomkerne verringert hat. Mein freund hat mir dann aber gesagt dass die halbwertszeit die Zeitspanne ist, in der die Hälfte der Atomkerne eines radioaktiven nuklides durch den Spontanzerfall zum nächsten nuklid in der Zerfallsreihe zerfallen ist. Das würde dann ja bedeuten, dass dann 50% der Atomkerne neue nuklide mit wiederum neuen halbwertszeiten geworden sind, stimmt das? Oder sind nach einer Halbwertszeit 50% der Atomkerne stabil? Dank schon mal für die Antwort, die ich dringend brauche!

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 22

Jeder Atomkern einer bestimmten "Sorte" (Nuklid, bestimmt durch die Zahl der Protonen und Neutronen) hat eine für ihn spezifische Zerfallskonstante, die nur vom Nuklid, also vom Aufbau des Kerns, nicht aber von anderen Faktoren abhängt, insbesondere nicht von der Zeit und eben auch nicht von der Menge, in der dieses Nuklid vorliegt.
Es ist die Wahrscheinlichkeit, mit der sich der Kern in einem bestimmten Zeitabschnitt umwandeln wird.
Statistisch ergibt sich daraus, dass die Menge des Nuklids - so es nicht durch Umwandlung anderer Nuklide "nachgeliefert" wird - in gleichen Zeitspannen um den gleichen Faktor abnehmen muss. Es gibt also auch eine "Drittelwertszeit" u. s. w.
Ist ähnlich wie bei der Zinsrechnung oder dem Bakterienwachstum, nur umgekehrt.
Das Vorhandensein von Nukliden mit relativ kurzer Halbwertszeit in der Natur erklärt sich durch ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Entstehung aus einem Mutternuklid und Zerfall.

Antwort
von Dackodil, 25

Für alle radioaktiven Elemente kann man ihre Halbwertszeit angeben. Das ist die Zeit, in der die Hälfte der ursprünglich vorhandenen Atome zerfallen sind.

Dabei entsteht ein anderes Element, daß ebenfalls radioaktiv sein kann, aber eine andere Halbwertszeit hat.

Wie viele solcher radioaktiven Schritte bei einem Element auftreten, bis das Ganze bei einem nicht radioaktiven Element endet, ist ganz unterschiedlich. Das letzte Element ist das Endnuklid.

Zu jedem Zeitpunkt ist also in der Ausgangssubstanz eine Mischung unterschiedlicher Elemente mit unterschiedlicher Halbwertszeit vorhanden.

Hier ist es nochmal gut beschrieben:

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

Kommentar von simsplayer99 ,

Vielen Dank! Das hat mir sehr geholfen, ich hoffe ich kann das morgen verständlich erklären.

Antwort
von Accountowner08, 12

Die Halbwertszeit gibt dir einfach eine Angabe darüber, wie schnell ein Radioaktives Element zerfällt. Und da die Kurve meist erst steil bergab geht und dann meist sehr langsam gegen 0 tendndiert, gibt man nicht an, wie lange es dauert, bis alles zerfallen ist, sondern eben wie lange es dauert, bis die Hälfte zerfallen ist, das ist sozusagen aussagekräftiger.

Das ist eine charakteristische Zahl die mit jedem Radioaktiven Element einhergeht (und im Prinzip für dasselbe Element immer gleich bleibt).

Interessant ist vor allem der Unterschied zwischen ein paar Sekunden für die superschweren Elemente und ein paar Tausend Jahre für andere...

Antwort
von Steilo, 33

Die Halbwertszeit ist die Dauer, nach der nur noch die Hälfte der Ausgangskerne übrig sind, also sich die andere Hälfte bereits in einen anderen Stoff umgewandelt hat.

Kommentar von simsplayer99 ,

Die frage ist ja ob die Kerne des entstandenen Stoffes dann stabil sind oder noch instabil mit neuer Halbwertszeit

Kommentar von Steilo ,

Das kommt immer drauf an welcher Stoff zerfällt. Radium 226 zerfällt zum Beispiel zu Radon 222 welches ebenfalls nicht stabil ist und weiter zu Polonium 218 zerfallen wird. Anders ist es zum Beispiel bei Thalium 207, dieses zerfällt zu Blei 207 und ist damit stabil. Hoffe ich konnte dir helfen :D

Kommentar von simsplayer99 ,

oh mein gott, das ist so Aufschlussreich, danke! jetzt kann ich beruhigt schlafen :D

Antwort
von Kuno33, 26

Deine Möglichkeit Nummer 1 trifft zu. Wenn natürlich nur stabile Atome entstehen, trifft Nr. 2 zu.

Wenn Du Dein Referat interessant machen willst, recherchiere mal, welche Substanzen mit welchen Halbwertszeiten beim Atommüll aus Atomkraftwerken entstehen. Welche Schlüsse ergeben sich, wenn man zurecht davon ausgeht, dass die Zerfallsprodukte sicher aufbewahrt werden müssen. (Vergleiche mal, was es bedeuten würde, ein Gebäude ähnlich lange in Stand zu halten.)

Kommentar von simsplayer99 ,

Das heißt also, dass nach T1/2 50% der Kerne stabil sind? Denn dann wäre die Aktivität ja um 50% verringert, also Möglichkeit Nr. 1...ich bin total verwirrt 🙈

Kommentar von Kuno33 ,

NEIN!!!!

Das heißt 50% der Atomkerne der ersten Verfallsstufe sind zerfallen. Was dann passiert, hängt von dem Element, manchmal auf den Elemanten ab, die nun entstanden sind und deren Halbwerszeit. Nur wenn die jetzt entstandenen Atome stabil sind, reduziert sich die Strahlung auf 50%.

Antwort
von Hqdes, 30

Die Halbwertszeit ist die Hälfte der Zeit, die es dauert, BEVOR es in das nächste der Reihe übergeht....

... soweit ich weiß. 

Antwort
von prohaska2, 16

Das würde dann ja bedeuten, dass dann 50% der Atomkerne neue nuklide mit
wiederum neuen halbwertszeiten geworden sind, stimmt das

Stimmt das.

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