Beispiel: Cäsium-137 wird unter Aussenden eines Elektrons zu Barium-137

137

Beispiel: Natrium-22 wird unter Aussenden eines Positrons zu Neon-22.

• Die Gammastrahlen: Gammastrahlen treten häufig beim Alpha- oder Betazerfall auf. Sie

Beispiel: Der energiereiche Kern eines Bariumatoms geht durch Aussendung eines Gammaquanten in einen niedrigeren und stabileren Energiezustand über. 56m Ba à 56 Ba + γ

^137m Außer Alpha-, Beta- und Gammazerfall gibt es eine weitere Umwandlungsart, den Elektronen- oder K-Einfang: Dabei zieht der neutronenarme Kern eines Atoms ein Elektron aus der innersten Schale, der K-Schale, an sich. Im Kern verbindet sich das Elektron mit einem Proton zu einem Neutron. Der freigewordene Platz auf der ersten Schale wird von einem Elektron der letzten Schale besetzt. Der Elektroneneinfang führt zum gleichen Ergebnis wie der Beta -Zerfall, also die Abgabe eines Positrons. Denn die Massenzahl bleibt gleich, nur die Kernladungszahl verringert sich um eins. Beispiel: Das Isotop Kalium-40 wird unter Elektroneneinfang zum Isotop Argon-40.

Außer den bis jetzt genannten Strahlungen gibt es noch zwei weitere:

• Die Protonenstrahlung:

Zur Geschichte

1919 wies der britische Baron Ernest Rutherford of Nelson and Cambridge erstmals freie Protonen und damit die Protonenstrahlung nach. Er führte die erste künstliche Kernreaktion durch, in dem er Stickstoffatome mit Alphateilchen beschoss.

Dabei drang ein Alphateilchen, also ein Heliumkern, in ein Stickstoffatom ein und verband sich mit ihm für kurze Zeit zu einem hochangeregten Zwischenkern des Fluors. Dieser Fluorkern zerfiel in einen Sauerstoffkern und ein Proton (è Protonenstrahlung)

Kernreaktionsgleichung:

2 He + 7 N à 9 F à 8 O + 1 p 4 14 18 17 1

Bei Kernreaktionen wird auch folgende, abgekürzte Schreibweise benutzt, bei der der Zwischenkern nicht mit angegeben wird:

Ausgangskern

• Die Neutronenstrahlung:

Zur Geschichte:

1932 wies der Engländer Sir James Chadwick erstmals freie Neutronen nach, indem er Beryllium mit Alphateilchen beschoss.

Kernreaktionsgleichung:

4 Be + 2 He à 6 C à 6 C + 0 n + γ

9 4 13 12 1

Ein freies Neutron ist radioaktiv und zerfällt in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino. Ein Neutron, dass sich im Kern eines Atoms befindet ist im Gegensatz dazu immer stabil und zerfällt nicht. (Ausnahme: Beta ^- -Zerfall)

Halbwertszeit (HWZ)

Es ist nicht zu sagen, wann ein einzelner radioaktiver Atomkern zerfallen wird. Im Gegensatz dazu kann man jedoch bei einer großen Anzahl von Atomen eine Wahrscheinlichkeitsaussage über den Ablauf des Zerfalls treffen.

Z.B. zerfällt bei einer Menge Tritium in ungefähr 12,3 Jahren die Hälfte der Atome. In weiteren 12,3 Jahren zerfällt wiederum die Hälfte usw.

Die Zeit, in der die Hälfte einer bestimmten Anzahl von Atomkernen zerfällt, wird Halbwertszeit genannt. Sie ist für jedes Radionuklid eine spezifische Größe.