{"id":20688,"date":"2020-07-10T10:41:27","date_gmt":"2020-07-10T10:41:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-weltliches-gleichgewicht-radioaktives-gleichgewicht-definition\/"},"modified":"2020-07-10T10:41:27","modified_gmt":"2020-07-10T10:41:27","slug":"was-ist-weltliches-gleichgewicht-radioaktives-gleichgewicht-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-weltliches-gleichgewicht-radioaktives-gleichgewicht-definition\/","title":{"rendered":"Was ist weltliches Gleichgewicht &#8211; radioaktives Gleichgewicht &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\"><span>Ein weltliches radioaktives Gleichgewicht liegt vor, wenn der Elternkern eine extrem lange Halbwertszeit hat.\u00a0Das weltliche Gleichgewicht ist typisch f\u00fcr nat\u00fcrliche radioaktive Reihen wie die Thoriumreihe oder die Uranreihe.\u00a0Dosimetrie<\/span><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>In der Physik des\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/radioactivity-nuclear-decay\/\"><strong><span>nuklearen Zerfalls<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0besteht ein\u00a0<\/span><strong><span>radioaktives Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>\u00a0, wenn ein radioaktives Nuklid mit der gleichen Geschwindigkeit\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/radioactivity-nuclear-decay\/\"><strong>zerf\u00e4llt<\/strong><\/a>\u00a0,\u00a0mit der es produziert wird.\u00a0Der zerfallende Kern wird \u00fcblicherweise als\u00a0<\/span><strong><span>Elternkern<\/span><\/strong><span>\u00a0und der nach dem Ereignis verbleibende Kern als\u00a0<\/span><strong><span>Tochterkern bezeichnet<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Der Tochterkern kann entweder stabil oder radioaktiv sein.\u00a0Wenn es radioaktiv ist, zerf\u00e4llt es in einen Tochterkern und so weiter.\u00a0Somit kann jeder radioaktive Elternkern eine Reihe von Zerf\u00e4llen ausl\u00f6sen, wobei jedes Zerfallsprodukt seine eigene charakteristische Zerfallskonstante aufweist.<\/span><\/p>\n<p><span>Die Konzentration der Tochterkerne im radioaktiven Gleichgewicht h\u00e4ngt haupts\u00e4chlich von den Anteilen der\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/radioactive-decay-law\/half-life\/\"><span>Halbwertszeiten<\/span><\/a><span>\u00a0(oder\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/radioactive-decay-law\/decay-constant\/\"><span>Zerfallskonstanten<\/span><\/a><span>\u00a0) der Eltern- und Tochterkerne ab.\u00a0Da die Produktionsrate und die Zerfallsrate gleich sind, bleibt die Anzahl der vorhandenen Atome \u00fcber die Zeit konstant.\u00a0In jedem Fall stellt sich nicht sofort ein radioaktives Gleichgewicht ein, sondern erst nach einer\u00a0<\/span><strong><span>\u00dcbergangszeit<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Diese Periode liegt in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von wenigen Halbwertszeiten des langlebigsten Kerns in der Zerfallskette.\u00a0Im Fall von radioaktiven Zerfallsketten kann ein radioaktives Gleichgewicht zwischen jedem Mitglied der Zerfallskette hergestellt werden.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/radioactive-equilibrium-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-25266 lazy-loaded\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/radioactive-equilibrium-equation.png\" alt=\"radioaktives Gleichgewicht - Gleichung\" width=\"170\" height=\"97\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/radioactive-equilibrium-equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Wie geschrieben wurde, ist die Proportionalit\u00e4t der Halbwertszeiten ein Schl\u00fcsselparameter, der die\u00a0<\/span><strong><span>Art des radioaktiven Gleichgewichts bestimmt<\/span><\/strong><span>\u00a0:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>Das radioaktive Gleichgewicht wird nicht hergestellt, wenn eine Halbwertszeit des Elternkerns k\u00fcrzer als eine Halbwertszeit des Tochterkerns ist.\u00a0In diesem Fall k\u00f6nnen die Produktionsrate und die Zerfallsrate eines bestimmten Mitglieds der Zerfallskette nicht gleich sein.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Ein weltliches radioaktives Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>\u00a0liegt vor, wenn der Elternkern eine extrem lange Halbwertszeit hat.\u00a0Diese Art des Gleichgewichts ist in der Natur besonders wichtig.\u00a0In den 4,5 Milliarden Jahren der Erdgeschichte haben insbesondere Uran 238, Uran 235 und Thorium 232 sowie Mitglieder ihrer Zerfallsketten radioaktive Gleichgewichte zwischen dem Elternkern und den verschiedenen Nachkommen erreicht.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Ein vor\u00fcbergehendes radioaktives Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>\u00a0liegt vor, wenn eine Halbwertszeit des Elternkerns l\u00e4nger ist als eine Halbwertszeit des Tochterkerns.\u00a0In diesem Fall zerfallen das Elternnuklid und das Tochternuklid im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h2><span>Weltliches Gleichgewicht<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>Ein weltliches radioaktives Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>\u00a0liegt vor, wenn der Elternkern eine\u00a0<\/span><strong><span>extrem lange Halbwertszeit hat<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0<\/span><strong><span>Das weltliche Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>\u00a0ist typisch f\u00fcr\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/radioactive-decay-chain\/radioactive-series-radioactive-cascade\/\"><strong><span>nat\u00fcrliche radioaktive Reihen<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0wie die\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/radioactive-decay-chain\/radioactive-series-radioactive-cascade\/thorium-series\/\"><span>Thoriumreihe<\/span><\/a><span>\u00a0\u00a0oder die\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/radioactive-decay-chain\/radioactive-series-radioactive-cascade\/uranium-series\/\"><span>Uranreihe<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0F\u00fcr die Uranreihe mit Uran-238 (mit einer Halbwertszeit von 4,47 Milliarden Jahren), in der sich alle Elemente in der Kette im\u00a0<\/span><strong><span>s\u00e4kularen Gleichgewicht befinden<\/span><\/strong><span>\u00a0, hat sich jeder der Nachkommen zu einer Gleichgewichtsmenge aufgebaut und alle zerfallen mit der Geschwindigkeit vom urspr\u00fcnglichen Elternteil festgelegt.\u00a0Die einzige Ausnahme ist das endg\u00fcltige stabile Element (Blei-206) am Ende der Kette.\u00a0Die Anzahl der Atome nimmt st\u00e4ndig zu.\u00a0In jedem Fall ein\u00a0<\/span><strong><span>radioaktives Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>wird nicht sofort festgelegt, sondern erst nach einer\u00a0<\/span><strong><span>\u00dcbergangszeit<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Diese Periode liegt in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von wenigen Halbwertszeiten des langlebigsten Kerns in der Zerfallskette (\u00a0<\/span><strong><sup><span>234<\/span><\/sup><span>\u00a0U<\/span><\/strong><span>\u00a0f\u00fcr die\u00a0<\/span><strong><span>Uranreihe<\/span><\/strong><span>\u00a0;\u00a0<\/span><sup><span>231<\/span><\/sup><span>\u00a0Pa f\u00fcr die Aktiniumreihe).\u00a0Im Fall von radioaktiven Zerfallsketten kann ein radioaktives Gleichgewicht zwischen jedem Mitglied der Zerfallskette hergestellt werden.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Secular-Equilibrium-Radioactive-Equilibrium.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-large wp-image-25270 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Secular-Equilibrium-Radioactive-Equilibrium-1024x590.png\" alt=\"Weltliches Gleichgewicht\" width=\"1024\" height=\"590\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Secular-Equilibrium-Radioactive-Equilibrium-1024x590.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Wie zu sehen ist, ist das\u00a0<\/span><strong><span>weltliche Gleichgewicht von<\/span><\/strong><span>\u00a0Natur aus besonders wichtig.\u00a0In den 4,5 Milliarden Jahren der Erdgeschichte haben insbesondere Uran 238, Uran 235 und Thorium 232 sowie Mitglieder ihrer Zerfallsketten\u00a0<\/span><strong><span>radioaktive Gleichgewichte erreicht<\/span><\/strong><span>zwischen dem Elternkern und den verschiedenen Nachkommen.\u00a0Die Halbwertszeiten aller ihrer Nachkommen sind \u00e4u\u00dferst unterschiedlich, und es ist schwierig, eine Reihe von Zeitskalen darzustellen, die von einzelnen Sekunden bis zu Millionen von Jahren reichen.\u00a0Da Tochterradioisotope unterschiedliche Halbwertszeiten haben, ist nach einiger Zeit ein s\u00e4kulares Gleichgewicht erreicht.\u00a0In der langen Zerfallskette f\u00fcr ein nat\u00fcrlich radioaktives Element wie Uran-238, in der sich alle Elemente in der Kette im s\u00e4kularen Gleichgewicht befinden, hat sich jeder der Nachkommen zu einer Gleichgewichtsmenge aufgebaut und alle zerfallen mit der von der urspr\u00fcnglicher Elternteil.\u00a0Wenn und wann ein Gleichgewicht erreicht ist, ist jedes aufeinanderfolgende Tochterisotop in direktem Verh\u00e4ltnis zu seiner Halbwertszeit (oder zu seiner Zerfallskonstante) vorhanden.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/radioactive-equilibrium-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-25266 lazy-loaded\" src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/radioactive-equilibrium-equation.png\" alt=\"radioaktives Gleichgewicht - Gleichung\" width=\"170\" height=\"97\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/radioactive-equilibrium-equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Da seine\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/radioactivity-nuclear-decay\/\"><span>Aktivit\u00e4t<\/span><\/a><span>\u00a0umgekehrt proportional zu seiner\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/radioactive-decay-law\/half-life\/\"><span>Halbwertszeit ist<\/span><\/a><span>\u00a0, tr\u00e4gt jedes Nuklid in der Zerfallskette schlie\u00dflich so viele individuelle Transformationen bei wie der Kopf der Kette.\u00a0<\/span><strong><span>Die radioaktive Kaskade<\/span><\/strong><span>\u00a0im s\u00e4kularen Gleichgewicht beeinflusst die Radioaktivit\u00e4t (\u00a0<\/span><strong><span>Zerfall pro Sekunde<\/span><\/strong><span>\u00a0) nat\u00fcrlicher Proben und nat\u00fcrlicher Materialien\u00a0erheblich\u00a0.\u00a0Alle Nachkommen sind zumindest vor\u00fcbergehend in jeder nat\u00fcrlichen Probe vorhanden, ob Metall, Verbindung oder Mineral.\u00a0Zum Beispiel\u00a0<\/span><strong><span>reine Uran-238<\/span><\/strong><span>\u00a0ist\u00a0<\/span><strong><span>schwach radioaktiv<\/span><\/strong><span>\u00a0(proportional zu seiner langen Halbwertszeit), sondern ein\u00a0<\/span><strong><span>Uranerz<\/span><\/strong><span>\u00a0ist etwa\u00a0<\/span><strong><span>13 &#8211;\u00a0mal mehr radioaktiv<\/span><\/strong><span>\u00a0(ungef\u00e4hr 13 Nachkommen in der Zerfallskette) als das reine Uran-238-Metall aufgrund seiner Tochterisotope (z. B. Radon, Radium usw.), die es enth\u00e4lt.\u00a0Instabile Radiumisotope sind nicht nur signifikante Radioaktivit\u00e4tsemitter, sondern erzeugen als n\u00e4chste Stufe in der Zerfallskette auch Radon, ein schweres, inertes, nat\u00fcrlich vorkommendes radioaktives Gas.\u00a0Dar\u00fcber hinaus tr\u00e4gt die Zerfallsw\u00e4rme von Uran und seinen Zerfallsprodukten (z. B. Radon, Radium usw.) zur Erw\u00e4rmung des Erdkerns bei.\u00a0Zusammen mit Thorium und Kalium-40 im Erdmantel wird angenommen, dass diese Elemente die Hauptw\u00e4rmequelle sind, die den Erdkern fl\u00fcssig h\u00e4lt.<\/span><\/p>\n<p><span>Das\u00a0<\/span><strong><span>weltliche Gleichgewicht<\/span><\/strong><span>\u00a0kann gelegentlich gest\u00f6rt werden, wenn einer der Zwischenkerne die Probe verl\u00e4sst (z. B. aus dem Boden freigesetztes Radon), wo seine Vorfahren eingeschlossen sind.\u00a0Diese lokalen St\u00f6rungen sind wichtig bei der Verwendung von Datierungstechniken.\u00a0Die St\u00f6rung des s\u00e4kularen Gleichgewichts beeinflusst auch die Radioaktivit\u00e4t von frischem Kernbrennstoff.\u00a0Die meisten PWRs verwenden den\u00a0<\/span><strong><span>Uranbrennstoff<\/span><\/strong><span>\u00a0, der in Form von\u00a0<\/span><strong><span>Urandioxid<\/span><\/strong><span>\u00a0vorliegt\u00a0.\u00a0Dieses Urandioxid muss jedoch chemisch gereinigt werden, und der gr\u00f6\u00dfte Teil seiner Zerfallskette ist im frischen Kernbrennstoff nicht vorhanden.<\/span><\/p>\n<h3><span>Radioaktives Gleichgewicht von Uran-234<\/span><\/h3>\n<p><span>Das Isotop von Uran-234 ist ein Mitglied der Uranreihe.\u00a0Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von nur 2,46 \u00d7 10\u00a0<\/span><sup><span>5<\/span><\/sup><span>\u00a0Jahren und geh\u00f6rt daher nicht zu den\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/glossary\/primordial-matter\/\"><span>Urnukliden<\/span><\/a><span>\u00a0(im Gegensatz zu\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/uranium\/uranium-235\/\"><sup><span>235<\/span><\/sup><span>\u00a0U<\/span><\/a><span>\u00a0und\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/uranium\/uranium-238\/\"><sup><span>238<\/span><\/sup><span>\u00a0U<\/span><\/a><span>\u00a0).\u00a0Andererseits ist dieses Isotop immer noch in der Erdkruste vorhanden, was jedoch darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, dass\u00a0<\/span><sup><span>234<\/span><\/sup><span>\u00a0U ein\u00a0<\/span><strong><span>indirektes Zerfallsprodukt von\u00a0<\/span><\/strong><strong><sup><span>238<\/span><\/sup><\/strong><strong><span>\u00a0U ist<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/uranium\/uranium-238\/\"><sup><span>238<\/span><\/sup><span>\u00a0U<\/span><\/a><span>\u00a0zerf\u00e4llt durch\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\"><span>Alpha-Zerfall<\/span><\/a><span>\u00a0in\u00a0<\/span><sup><span>234<\/span><\/sup><span>\u00a0U.\u00a0<\/span><sup><span>234<\/span><\/sup><span>\u00a0U zerf\u00e4llt durch Alpha-Zerfall in 230Th, mit Ausnahme eines sehr kleinen Anteils (in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von ppm) von Kernen, der durch\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/spontaneous-fission\/\">spontane Spaltung<\/a>\u00a0zerf\u00e4llt<\/span><span>.<\/span><\/p>\n<p><span>In einer nat\u00fcrlichen Uranprobe liegen diese Kerne in unver\u00e4nderlichen Anteilen des\u00a0<\/span><strong><span>radioaktiven Gleichgewichts<\/span><\/strong><span>\u00a0der\u00a0<\/span><sup><span>238<\/span><\/sup><span>\u00a0U-Filiation in einem Verh\u00e4ltnis von einem Atom von\u00a0<\/span><sup><span>234<\/span><\/sup><span>\u00a0U f\u00fcr etwa 18 500 Kerne von\u00a0<\/span><sup><span>238<\/span><\/sup><span>\u00a0U vor. Als Ergebnis dieses Gleichgewichts sind diese beiden Isotope (\u00a0<\/span><sup><span>238<\/span><\/sup><span>\u00a0U und\u00a0<\/span><sup><span>234<\/span><\/sup><span>\u00a0U) tragen gleicherma\u00dfen zur Radioaktivit\u00e4t von nat\u00fcrlichem Uran bei.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein weltliches radioaktives Gleichgewicht liegt vor, wenn der Elternkern eine extrem lange Halbwertszeit hat.\u00a0Das weltliche Gleichgewicht ist typisch f\u00fcr nat\u00fcrliche radioaktive Reihen wie die Thoriumreihe oder die Uranreihe.\u00a0Dosimetrie In der Physik des\u00a0nuklearen Zerfalls\u00a0besteht ein\u00a0radioaktives Gleichgewicht\u00a0, wenn ein radioaktives Nuklid mit der gleichen Geschwindigkeit\u00a0zerf\u00e4llt\u00a0,\u00a0mit der es produziert wird.\u00a0Der zerfallende Kern wird \u00fcblicherweise als\u00a0Elternkern\u00a0und der nach dem &#8230; <a title=\"Was ist weltliches Gleichgewicht &#8211; radioaktives Gleichgewicht &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-weltliches-gleichgewicht-radioaktives-gleichgewicht-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist weltliches Gleichgewicht &#8211; radioaktives Gleichgewicht &#8211; Definition\">Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[48],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist weltliches Gleichgewicht - radioaktives Gleichgewicht - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Ein weltliches radioaktives Gleichgewicht liegt vor, wenn der Elternkern eine extrem lange Halbwertszeit hat. 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