Wenn ein Kernzerfall eines Radioaktiven Atoms ausbricht stößt es Protonen und Neutronen ab, aber in welcher Form, wie stößt es diese Atomteilchen in die Luft?

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1 Antwort

Zunächst mal: Die meisten radioaktiven Kerne stoßen entweder α-Strahlen (Heliumkerne) oder β-Strahlen (Elektronen oder auch Positronen) aus. Neutronen kommen oft als Nebenprodukte von Spontanspaltung vor, aber das ist auf die allerschwersten Elemente (ab Th) beschränkt; Protonenstrahler sind extrem selten, sowas findet man nur bei sehr kurzlebigen, künstlich hergestellten Kernen wie ¹⁴⁷Tm (85% β⁺, 15% p⁺).

In jedem Fall wird das Zeug einfach in die Umgebung geschossen, und zwar mit hohen Geschwindigkeiten. Je dichter die Umgebung ist, desto weniger weit kommen die Strahlen; β⁻-Strahlen, also einfach Elektronen, treffen in festem oder flüssigem Medium im Schnitt nach ein paar Millimetern bis Zentimetern auf irgendein Atom und geben dabei ihre Energie ab, in Luft kommen sie maximal ein paar Meter weit. Bei α-Strahlen liegt das nochmals um den Faktor 100 bis 1000 niedriger, allerdings sind die etwas anderes, weil sie ein paar Kollisionen brauchen, bis zi zum Stillstand kommen.

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berna14 18.12.2015, 21:50

Und wenn ein Kernzerfall stattfindet wirdt es dann alle protonen neutronen und elektronen aus, sodass ein anderes Element wie Thorium entsteht oder doch nur wenige aber trotzdem gleich viele Protonen und Neutronen? 

Die alpha strahlung ist ja eine Teilchenstrahlung wo bestimmte neutronen und Protonen ( gleiche Anzahl)  ausgestoßen werden und sich zu einem neuen Element bilden oder? Was ist aber nit den Elektronen?

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berna14 18.12.2015, 22:10
@berna14

Hier im Heft wird Uran beschrieben das 2 Protonen und 2 Neutronen aussendet, dadurch Thorium entstehtaber von Elektronen steht nichts davon, was ist damit?

& senden alle Atome nur 2 Protonrn und Neutronen aus?

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indiachinacook 18.12.2015, 22:20
@berna14

Es gibt verschiedene Typen des radioaktiven Zerfalls. Am einfachsten zu verstehen ist der α-Zerfall: Da wird ein Heliumkern ausgestoßen. Der ist sozusagen ein Paket aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Der zerfallende Kern verliert genau das, folglich sinkt die Ordnungszahl um 2 und die Massenzahl um 4. Klassisches Beispiel: ²³⁸U ⟶ ²³⁴Th + α  (Uran hat 92 Protonen, Thorium 90). Das kann man sich so vorstellen, als ob dre Kern einfach in zwei sehr unterschiedlich große Trümmer zerbricht, und seine Protonen oder Neutronen landen entweder im einen oder im anderen Fragment.

Der β-Zerfall ist schwieriger, weil die Protonen oder Neutronen sich nicht nur umverteilen, sondern selbst verändern. Es gibt zwei Varianten.

Beim β⁻-Zerfall wandelt sich ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und eine Neutrino (genauer: eine Elektron-Antineutrino) um.

¹n ⟶ ¹p⁺ + e⁻ + ν̄ₑ

Freie Neutronen machen das so (sogar mit kurzer Halbwertszeit von nur ein paar Minuten). In den meisten handelsüblichen Kernen sind Neutronen stabil, aber in manchen eben nicht, z.B.

⁹⁰Sr ⟶ ⁹⁰Y + e⁻ + ν̄ₑ

Manche Kerne machen aber das umgekehrte und zerlegen ein Proton zu einem Neutron, einem Positron (einem Anti-Elektron) und einem Neutrino (genauer: Elektron-Neutrino ohne Anti)

¹p⁺ ⟶ ¹n + e⁺ + νₑ

Freie Protonen können das nicht (sie sind absolut stabil, soweit wir wissen), aber in manchen Kernen (solchen, die zu viele Protonen haben) fühlen sie sich so unwohl, daß sie diesen Ausgang wählen, z.B.

²³Mg ⟶ ²³Na + e⁺ + νₑ

Bei allen β-Zerfällen ändert sich nicht die Masse, aber die Ordnungszahl ändert sich um ±1, die Identität des chemischen Elementes wird also geändert.

Bei all diesen Zerfällen bleiben die meisten Kernbestandteile un­verän­dert (ent­weder werden vier raus­geschmis­sen, oder einer wandelt sich um; in jedem Fall sieht der Rest entspannt zu). Es gibt aber auch Atom­kerne (sehr schwere), die spontan in zwei etwa gleich­große Bruch­stücke zerplatzen („Spontanspaltung“).

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berna14 20.12.2015, 19:32
@indiachinacook

Bei der Beta-Strahlung gibt der Kern Elektronen frei, wie passiert es das sich dann Neutron zu Proton verändert und Elektron zu Neutrino?

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