Radioaktive Zerfallsreihen

Bei der natürlichen Radioaktivität unterscheidet man folgende drei Arten:

Alphazerfall: Ein Atomkern stößt einen Heliumkern mit etwa 5 % bis 10 % der Lichtgeschwindigkeit aus. Dadurch verliert der aussendende Kern zwei Protonen und zwei Neutronen; die Massenzahl (Nukleonenzahl) verringert sich also um 4, die Ordnungszahl (Protonenzahl) um 2.
Betazerfall (genauer: Beta-Minus-Zerfall): Ein Atomkern stößt ein Elektron aus, und zwar beinahe mit Lichtgeschwindigkeit. Da Atomkerne nur aus Protonen und Neutronen bestehen, lässt sich dieser Vorgang nur durch eine Umwandlung von Teilchen erklären. Ein Neutron des ursprünglichen Atomkerns verwandelt sich in ein Proton, ein Elektron und ein Anti-Elektron-Neutrino. Die Massenzahl (Nukleonenzahl) bleibt unverändert, während sich die Ordnungszahl (Protonenzahl) um 1 erhöht.
Gammazerfall: Ein Atomkern geht von einem höheren Energieniveau in ein tieferes über, wobei sich die Zusammensetzung aus Protonen und Neutronen nicht ändert.

Bei schweren Atomkernen kommt es häufig vor, dass der beim radioaktiven Zerfall entstehende Tochterkern erneut zerfällt, der dabei entstehende Kern wieder und so weiter, bis nach etlichen Zerfallsprozessen schließlich ein stabiler Atomkern als Endprodukt entsteht. Man spricht in diesem Fall von einer Zerfallsreihe. Da sich bei einem Zerfall die Massenzahl entweder um 4 verringert oder gleich bleibt, ergibt sich bei den Atomkernen derselben Zerfallsreihe beim Dividieren der Massenzahl durch 4 stets der gleiche Rest (0, 1, 2 oder 3). Dementsprechend gibt es vier Zerfallsreihen, wobei allerdings eine davon (die Neptunium-Reihe) nur künstlich hergestellte Atomkerne umfasst.

Thorium-Reihe (Massenzahlen der Form 4 n)
Neptunium-Reihe (Massenzahlen der Form 4 n + 1)
Uran-Radium-Reihe (Massenzahlen der Form 4 n + 2)
Uran-Actinium-Reihe (Massenzahlen der Form 4 n + 3)

Dieses Java-Applet zeigt einen kleinen Ausschnitt einer Nuklidtafel, wobei aus Platzgründen die Kurzschreibweise wie Th 232, bestehend aus Elementsymbol und Massenzahl, verwendet wird. Die Zahl der Protonen lässt sich links am Zeilenanfang ablesen, die Zahl der Neutronen oben am Spaltenanfang. Alphastrahler sind mit gelber Farbe gekennzeichnet, Betastrahler mit blauer. Hat man im Auswahlfeld links unten eine der Zerfallsreihen gewählt, so kann man durch wiederholte Mausklicks auf den grünen Schaltknopf ("Nächster Zerfall") erkennen, welche Atomkerne der Reihe nach entstehen.

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