Art der Radioaktivität
Atomkerne bestehen, wie geschrieben, aus Protonen und Neutronen, die sich durch die Kernkraft anziehen , während sich Protonen aufgrund ihrer positiven Ladung über die elektromagnetische Kraft abstoßen . Diese beiden Kräfte konkurrieren, was zu einer unterschiedlichen Stabilität der Kerne führt. Es gibt nur bestimmte Kombinationen von Neutronen und Protonen, die stabile Kerne bilden . Neutronen stabilisieren den Kern , weil sie sich und Protonen anziehen, was dazu beiträgt, die elektrische Abstoßung zwischen Protonen auszugleichen. Infolgedessen wird mit zunehmender Anzahl von Protonen ein zunehmendes Verhältnis von Neutronen zu Protonen benötigt , um einen stabilen Kern zu bilden. Wenn es zu viele gibt (Neutronen gehorchen auch dem Pauli-Ausschlussprinzip ) oder zu wenig Neutronen für eine bestimmte Anzahl von Protonen. Der entstehende Kern ist nicht stabil und zerfällt radioaktiv . Die meisten in der Natur vorkommenden Atome sind stabil und emittieren keine Partikel oder Energie, die sich im Laufe der Zeit verändern. Von den ersten 82 Elementen im Periodensystem haben 80 Isotope, die als stabil angesehen werden. Technetium, Promethium und alle Elemente mit einer Ordnungszahl über 82 sind instabil und zersetzen sich durch radioaktiven Zerfall. Instabile Isotope zerfallen spontan auf verschiedenen Wegen des radioaktiven Zerfalls , am häufigsten durch Alpha-Zerfall, Beta-Zerfall, Gamma-Zerfall oder Elektroneneinfang. Viele andere seltene Zerfallsarten wie Spontanspaltung oder Neutronenemission sind bekannt.
Kernzerfall (radioaktiver Zerfall) tritt auf, wenn ein instabiles Atom durch Emission ionisierender Strahlung Energie verliert . Radioaktiver Zerfall ist ein zufälliger Vorgang auf der Ebene einzelner Atome, da nach der Quantentheorie nicht vorhergesagt werden kann, wann ein bestimmtes Atom zerfallen wird. Mit anderen Worten, ein Kern eines Radionuklids hat kein „Gedächtnis“. Ein Kern „altert“ nicht im Laufe der Zeit. Somit steigt die Wahrscheinlichkeit seines Zerfalls nicht mit der Zeit, sondern bleibt konstant, egal wie lange der Kern existiert hat. Während seines unvorhersehbaren Zerfalls zersetzt sich dieser instabile Kern spontan und zufällig um einen anderen Kern (oder einen anderen Energiezustand – Gamma-Zerfall) zu bilden, der Strahlung in Form von Atomteilen oder energiereichen Strahlen abgibt.
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