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Naturwissenschaften – Grade 11 · Einheit 5: Stromkreise, Wellen, Magnete und Strahlung

Radioaktiver Zerfall und Kernstrahlung

Vergleiche Alpha-, Beta- und Gammastrahlung und schreibe einfache Zerfallsgleichungen.

Einige Atomkerne sind instabil. Sie zerfallen zufällig, indem sie Strahlung abgeben und dadurch stabiler werden. Die Aktivität ist die Zerfallsrate, gemessen in Becquerel (Bq): 1 Bq ist ein Zerfall pro Sekunde. Ein Geiger-Müller-Zählrohr weist Strahlung nach; die Zählrate ist die Anzahl der pro Sekunde registrierten Zerfälle.

Alphateilchen bestehen aus zwei Protonen und zwei Neutronen (ein Heliumkern). Sie sind stark ionisierend, werden aber von Papier oder wenigen Zentimetern Luft gestoppt. Betateilchen sind schnelle Elektronen, die entstehen, wenn sich ein Neutron in ein Proton umwandelt; sie werden von wenigen Millimetern Aluminium gestoppt. Gammastrahlen sind elektromagnetische Wellen aus dem Atomkern; sie sind schwach ionisierend und brauchen dickes Blei oder Beton zur Absorption. Beim Alphazerfall sinkt die Massenzahl um 4 und die Ordnungszahl um 2. Beim Betazerfall bleibt die Massenzahl unverändert, und die Ordnungszahl steigt um 1.

Beispiel mit Lösung

Uran-238 (Ordnungszahl 92) sendet ein Alphateilchen aus. Wie lautet der neue Kern?

  1. Alphazerfall: Massenzahl − 4, Ordnungszahl − 2.
  2. 238 − 4 = 234; 92 − 2 = 90.

Antwort:Der neue Kern hat die Massenzahl 234 und die Ordnungszahl 90 (Thorium).

Schlüsselwörter

Aktivität
die Zerfallsrate, in Becquerel
Alphateilchen
2 Protonen + 2 Neutronen; wird von Papier gestoppt
Betateilchen
ein schnelles Elektron aus dem Kern
Gammastrahlung
energiereiche elektromagnetische Strahlung aus dem Kern
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Jedes Mal neue Fragen.

Mit Bezug auf NGSS: HS-PS1-8