{"id":20696,"date":"2020-07-10T10:57:58","date_gmt":"2020-07-10T10:57:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-alpha-zerfall-vs-beta-zerfall-radioaktivitat-definition\/"},"modified":"2020-07-10T10:57:58","modified_gmt":"2020-07-10T10:57:58","slug":"was-ist-alpha-zerfall-vs-beta-zerfall-radioaktivitat-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-alpha-zerfall-vs-beta-zerfall-radioaktivitat-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Alpha-Zerfall vs Beta-Zerfall – Radioaktivit\u00e4t – Definition"},"content":{"rendered":"
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Alpha-Zerfall vs Beta-Zerfall. Dieser Artikel fasst die Hauptunterschiede zwischen Alpha und Beta-Zerfall zusammen, die unterschiedliche Natur haben. Beta-Teilchen sind hochenergetische Elektronen, w\u00e4hrend Alpha-Teilchen Kerne von Heliumatomen sind. Strahlendosimetrie<\/div>\n
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Alpha-Zerfall<\/span><\/strong><\/a>\u00a0\u00a0(oder<\/span>\u00a0\u03b1-Zerfall<\/span><\/strong>\u00a0und auch<\/span>\u00a0Alpha-Radioaktivit\u00e4t<\/span><\/strong>\u00a0) repr\u00e4sentiert den Zerfall eines<\/span>\u00a0Elternkerns<\/span><\/a>\u00a0zu einer Tochter durch die Emission des Kerns eines Heliumatoms.\u00a0Dieser \u00dcbergang kann charakterisiert werden als:<\/span><\/p>\n

\"Alpha-Zerfall<\/a><\/p>\n

Wie aus der Figur ersichtlich ist, werden Alpha-Teilchen beim Alpha-Zerfall emittiert.\u00a0<\/span>Alpha-Teilchen<\/span><\/strong><\/a>\u00a0sind energetische\u00a0<\/span>Heliumkerne<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Alpha-Teilchen bestehen aus zwei\u00a0<\/span>Protonen<\/span><\/a>\u00a0und zwei\u00a0<\/span>Neutronen<\/span><\/a>\u00a0, die zu einem Teilchen zusammengebunden sind, das mit einem Heliumkern identisch ist.\u00a0Alpha-Teilchen sind relativ gro\u00df und tragen eine doppelt positive Ladung.\u00a0Sie sind\u00a0<\/span>nicht sehr durchdringend<\/span><\/strong>\u00a0und ein St\u00fcck Papier kann sie aufhalten.\u00a0Sie reisen nur wenige Zentimeter, legen aber ihre ganze Energie auf ihren kurzen Wegen ab.<\/span><\/p>\n

In der Praxis wurde diese Art des Zerfalls nur bei Nukliden beobachtet, die erheblich schwerer als Nickel sind, wobei die leichtesten bekannten Alpha-Emitter die leichtesten Isotope (Massenzahlen 106\u2013110) von Tellur (Element 52) \u200b\u200bsind.\u00a0In\u00a0<\/span>Kernreaktoren tritt<\/span><\/a>\u00a0Alpha-Zerfall beispielsweise im\u00a0<\/span>Brennstoff auf<\/span><\/a>\u00a0(Alpha-Zerfall schwerer Kerne).\u00a0Alpha-Partikel werden \u00fcblicherweise von allen\u00a0in der Natur vorkommenden\u00a0schweren\u00a0<\/span>radioaktiven<\/span><\/a>\u00a0Kernen (\u00a0<\/span>Uran<\/span><\/a>\u00a0, Thorium oder Radium) sowie von den transuranischen Elementen (Neptunium, Plutonium oder Americium)\u00a0emittiert\u00a0.<\/span>\"Uran<\/a><\/p>\n

Theorie des Alpha-Zerfalls – Quantentunneln<\/span><\/h2>\n

Unter den verschiedenen Kan\u00e4len, in denen ein Kern zerf\u00e4llt, war der Alpha-Zerfall einer der am meisten untersuchten.\u00a0Der Alpha-Zerfallskanal in schweren und superschweren Kernen hat Informationen \u00fcber die grundlegenden Eigenschaften von Kernen geliefert, die weit von der Stabilit\u00e4t entfernt sind, wie z. B. ihre Grundzustandsenergien und die Struktur ihrer Kernniveaus.<\/span><\/p>\n

Alpha-Zerfall ist ein Quantentunnelprozess<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Um emittiert zu werden, muss das\u00a0<\/span>Alpha-Teilchen<\/span><\/a>\u00a0eine Potentialbarriere durchdringen.\u00a0Dies \u00e4hnelt dem\u00a0<\/span>Clusterzerfall<\/span><\/strong>\u00a0, bei dem ein Atomkern einen kleinen \u201eCluster\u201c von Neutronen und Protonen emittiert (z\u00a0.\u00a0B.\u00a0<\/span>12<\/span><\/sup>\u00a0C).<\/span><\/p>\n

Die H\u00f6he der\u00a0<\/span>Coulomb-Barriere<\/span><\/strong>\u00a0f\u00fcr Kerne von A \u00ab200 betr\u00e4gt etwa\u00a0<\/span>20-25 MeV<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Die beim Zerfall des Kerns emittierten Alpha-Teilchen haben typische Energien von etwa 5 MeV.\u00a0Einerseits wird ein ankommendes 5-MeV-Alpha-Teilchen von einem schweren Kern gestreut und kann die Coulomb-Barriere nicht durchdringen und sich dem Kern ausreichend n\u00e4hern, um \u00fcber die starke Kraft zu interagieren.\u00a0Andererseits kann ein 5-MeV-Alpha-Teilchen, das in einer nuklearen Potentialwanne gebunden ist, dieselbe Coulomb-Barriere tunneln.<\/span><\/p>\n

\"Alpha-Zerfall<\/a>Bis 1928 hatte\u00a0<\/span>George Gamow<\/span><\/strong>\u00a0(und unabh\u00e4ngig von\u00a0<\/span>Ronald Gurney<\/span><\/strong>\u00a0und\u00a0<\/span>Edward Condon<\/span><\/strong>\u00a0) die Theorie des\u00a0<\/span>Alpha-Zerfalls<\/span><\/strong>\u00a0durch\u00a0Quantentunnelung<\/strong>\u00a0gel\u00f6st<\/span>.\u00a0Sie nahmen an, dass das Alpha-Teilchen und der Tochterkern vor seiner Dissoziation im Elternkern existieren, n\u00e4mlich vor dem Zerfall quasistation\u00e4rer Zust\u00e4nde (QS).\u00a0Ein quasistation\u00e4rer Zustand ist definiert als ein langlebiger Zustand, der schlie\u00dflich zerf\u00e4llt.\u00a0Anf\u00e4nglich schwingt der Alpha-Cluster im Potential des Tochterkerns, wobei das Coulomb-Potential deren Trennung verhindert.\u00a0Das Alpha-Teilchen wird vom Kern in einer Potentialwanne gefangen.\u00a0Klassisch ist es verboten zu entkommen, aber nach den (damals) neu entdeckten Prinzipien der Quantenmechanik hat es eine winzige (aber nicht Null) Wahrscheinlichkeit, durch die Barriere zu \u201etunneln\u201c und auf der anderen Seite zu erscheinen, um dem Kern zu entkommen .\u00a0Unter Verwendung des Tunnelmechanismus berechneten Gamow, Condon und Gurney die Durchdringbarkeit des Tunnelns von \u03b1-Partikeln durch die Coulomb-Barriere.\u00a0Finden der Lebensdauern einiger \u03b1-emittierender Kerne.\u00a0Der Haupterfolg dieses Modells war die Reproduktion des semi-empirischen Geiger-Nuttall-Gesetzes, das die Lebensdauer der \u03b1-Emitter in Bezug auf die Energien der freigesetzten \u03b1-Teilchen ausdr\u00fcckt.\u00a0Es muss beachtet werden, dass andere \u00fcbliche Formen des Zerfalls (z. B. Beta-Zerfall) durch das Zusammenspiel sowohl der Kernkraft als auch der elektromagnetischen Kraft bestimmt werden.<\/span><\/p>\n

Besondere Referenz: WSC Williams.\u00a0Kern- und Teilchenphysik.\u00a0Clarendon Press;\u00a01 Ausgabe, 1991, ISBN: 978-0198520467.<\/span><\/p>\n

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Der Beta-Zerfall<\/span><\/strong><\/a>\u00a0oder<\/span>\u00a0\u03b2-Zerfall<\/span><\/strong>\u00a0repr\u00e4sentiert den Zerfall eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission des Beta-Partikels.\u00a0Dieser \u00dcbergang (<\/span>\u00a0\u03b2\u00a0<\/span><\/strong>–<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0Zerfall<\/span><\/strong>\u00a0) kann charakterisiert werden als:<\/span><\/p>\n

\"Beta-Zerfall<\/a><\/p>\n

Wenn ein\u00a0<\/span>Kern<\/span><\/a>\u00a0ein Beta-Teilchen emittiert, verliert er ein Elektron (oder Positron).\u00a0In diesem Fall bleibt die Massenzahl des Tochterkerns gleich, aber der Tochterkern bildet ein anderes Element.<\/span><\/p>\n

Beta-Teilchen<\/span><\/a>\u00a0sind energiereiche Hochgeschwindigkeitselektronen oder Positronen, die von bestimmten Arten radioaktiver Kerne wie Kalium-40 emittiert werden.\u00a0Die Beta-Partikel haben einen\u00a0<\/span>gr\u00f6\u00dferen<\/span><\/strong>\u00a0Penetrationsbereich als Alpha-Partikel, aber immer noch viel weniger als\u00a0<\/span>Gammastrahlen<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Die emittierten Beta-Partikel sind eine Form\u00a0<\/span>ionisierender Strahlung, die<\/span><\/a>\u00a0auch als Beta-Strahlen bezeichnet wird.\u00a0Es gibt die folgenden Formen des Beta-Zerfalls:<\/span><\/p>\n