β-Zerfall
Genau genommen muss man beim
-Zerfall -Zerfall
Hauptsächlich wird uns der
-Zerfall
Man findet den
Folgende Teilchen lassen sich identifizieren:
- Proton
- Elektron
(wird aus dem Kern emittiert) - Elektron-Antineutrino
(wird auch emittiert)
Die entsprechende Reaktionsgleichung für den
Dabei gilt
Merke
Beim
Beispiel
Ein Kohlenstoffkern (C-14) zerfällt durch
Man sieht dabei, dass die Massenzahl gleich bleibt und die Ladungszahl um 1 steigt.
Häufig wird auch eine verkürzte Schreibweise benutzt:
Interpretation & Erklärungen
1. Die Aussendung eines Elektrons bei der Umwandlung eines Neutrons in ein Proton ist mit dem Ladungserhaltungssatz vereinbar:
Summe aller Ladungen (linke Seite)
= Summe aller Ladungen (rechte Seite)
Es folgt dann daraus, dass das (Anti)-Neutrino die Ladung Null haben muss.
2. Mit Hilfe des Energie-und Impulssatzes kann man auch verstehen, warum ein weiteres Teilchen wie das Antineutrino existieren muss:
Bei der Reaktion zeigt sich im Experiment eine kontinuierliche Energieverteilung der emittierten Elektronen. Das bedeutet, dass Elektronen mit allen möglichen Energien emittiert werden. Würde man die Annahme machen, dass der
Qualitative physikalische Eigenschaften der -Strahlung
- Ionisationsvermögen: Niedriger als bei
-Strahlung. Ca. 1% des Ionisationsvermögens von -Strahlung. - Reichweite: Bis zu ca. 1m (in Luft). Ergibt sich aus dem geringen Ionisationsvermögen.
- Durchdringungsvermögen in Materie:
-Strahlung lässt sich durch leichte Metallplatten (z.B. Aluminium) abschirmen. - Ablenkung in Magnetfeldern: Es gibt eine starke Ablenkung in Magnetfeldern.
- Energiespektrum: Die Elektronen weisen ein kontinuierliches Spektrum auf. Es kommen also alle möglichen Energien vor.
Für fortgeschrittene Kursteilnehmer sei hier noch eine Bemerkung zum
Ergänzung- -Zerfall
Es kann insbesondere bei Kernen mit einem Protonenüberschuss dazu kommen, dass sich Protonen in Neutronen umwandeln.
Die Reaktionsgleichung des
Die emittierten Teilchen bei der Reaktion sind
- das Positron
- das Elektron-Neutrino
Das Positron ist das Antiteilchen zum Elektron. Es besitzt die gleiche Masse wie das Elektron, aber ist entgegengesetzt geladen.
Weitere interessante Inhalte zum Thema
-
α-Zerfall
Vielleicht ist für Sie auch das Thema α-Zerfall (Kernphysik 1) aus unserem Online-Kurs Atomphysik und Kernphysik interessant.
-
Erhaltungssätze
Vielleicht ist für Sie auch das Thema Erhaltungssätze (Chemische Thermodynamik) aus unserem Online-Kurs Physikalische Chemie interessant.