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γ-Zerfall

Kernphysik 1
Radioaktivität

Wir betrachten nun die letzte Möglichkeit eines Zerfalls; nämlich den $\gamma$-Zerfall. Man wählt zwar diesen Namen, aber der Prozess stellt im eigentlichen Sinn keinen Zerfall dar.

Der $\gamma$-Zerfall zeichnet sich dadurch aus, dass der Kern von einem angeregten Zustand in einen Zustand niedrigerer Energie übergeht. Die aus diesem Energieübergang resultierende Energiedifferenz wird von elektromagnetischer Strahlung getragen, die aus dem Kern emittiert wird.

Die entsprechende Übergangsgleichung kann so geschrieben werden

$^{A}_Z X^{*} \rightarrow  ^{A}_{Z}X + \gamma$

Der Stern (*) kennzeichnet den energetisch höheren Zustand. Der Kern sendet beim Übergang ein Photon charakteristischer Energie aus. Wie man sieht, findet keine Nuklidumwandlung statt.

Merke

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Als $\gamma$-Zerfall bezeichnen wir einen reinen Energieübergang eines Kerns, bei dem Massen- und Ladungszahl gleich bleiben.

Gamma-Zerfall: emittiertes Photon
Gamma-Zerfall: emittiertes Photon

Der $\gamma$-Zerfall findet häufig zusammen mit den anderen beiden Zerfallsarten statt.

Qualitative physikalische Eigenschaften der $\gamma$-Strahlung

  • Ionisationsvermögen: Sehr klein.
  • Reichweite: Viel größer im Vergleich zu den anderen Strahlungsarten; Kilometerbereich (in Luft).
  • Durchdringungsvermögen in Materie: $\gamma$-Strahlung lässt sich mindestens mit sehr dicken Bleiplatten abschirmen und ist daher sehr durchdringungsfähig.
  • Ablenkung in Magnetfeldern: Es gibt keine Ablenkung (da Photonen keine elektrische Ladung tragen).
  • Energiespektrum: $\gamma$-Strahlung eines (radioaktiven) Nuklids weist verschiedene diskrete Energien auf.

Video: γ-Zerfall

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Atomphysik und Kernphysik

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      • Einleitung zu Emissionsspektrum des Wasserstoffatoms
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