8 80 Tanja besucht mit der Schule eine Kunstausstellung. Dieses Bild gefällt ihr besonders gut! Sie liest den Titel des Bildes „Stärke im Zerfall“. „Ob hier der radioaktive Zerfall gemeint ist?“, denkt sich Tanja. In diesem Kapitel erfährst du, was radioaktiver Zerfall ist. Du lernst außerdem Modelle zum Zerfallsprozess kennen. Der radioaktive Zerfall Instabile Atomkerne und der radioaktive Zerfall Wie sind Atome aufgebaut? Wiederhole und beschreibe. Ein Atom besteht aus einer Atomhülle und einem Atomkern. Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen (B1), die von Bindungskräften zusammengehalten werden. In großen Atomkernen werden diese Bindungskräfte immer kleiner und das Atom kann zerfallen. In der Physik bedeutet der Begriff „Zerfall“ nicht, dass danach der Atomkern „kaputt“ ist. Es findet ein Prozess statt, bei dem sich der ursprüngliche Atomkern in verschiedene Zerfallsprodukte (kleinere Atomkerne und andere Teilchen) umwandelt. Dieser radioaktive Zerfall eines Atomkerns entsteht spontan und zufällig, dh zu einem nicht vorhersehbaren Zeitpunkt und ohne Einwirkung von außen. Dabei wird ionisierende Strahlung ausgesendet. Atomkerne können auch durch Einwirkung von außen gespalten werden ( Kernspaltung, siehe Abschnitt 10). Die Begriffe radioaktiv bzw. Radioaktivität beschreiben die natürliche, physikalische Eigenschaft eines Stoffes, ionisierende Strahlung auszusenden. Was versteht man unter der Halbwertszeit? Einflüsse von außen (zB der Luftdruck oder die Temperatur) haben keine Auswirkung darauf, wann instabile Atomkerne zerfallen. Man kann nicht vorhersagen, wann ein einzelner Atomkern zerfällt. Für eine große Anzahl an Atomkernen kann man aber eine statistische Aussage machen. Jeder radioaktive Stoff hat eine eigene Halbwertszeit (B3). Führe einen Modellversuch zum radioaktiven Zerfall durch (real oder interaktiv). Du findest dazu eine Anleitung auf Seite 85. B1 Kugelmodell des Atomkerns von Uran: Rote Kugeln stellen die Protonen dar, weiße Kugeln die Neutronen. Anzahl Radiumkerne in % Radium Heute 1600 Jahre 3200 Jahre 4800 Jahre 6400 Jahre 8000 Jahre Zerfallsprodukte 0 3,125 6,25 12,5 25 50 100 B2 Darstellung des radioaktiven Zerfalls von Radium mit einer Halbwertszeit von 1600 Jahren. Polonium 210 Cäsium 137 Radium 226 Uran 238 101 103 105 107 109 Halbwertszeit (Jahre) 138 Tage 30 Jahre 1600 Jahre 4,5 Mrd. Jahre B3 Jeder radioaktive Stoff hat eine eigene Halbwertszeit. Diese kann von Tagen bis zu Milliarden von Jahren reichen. (Diagramm in logarithmischer Darstellung) ï Große, instabile Atomkerne können zerfallen. Der radioaktive Zerfall ist die spontane Umwandlung von instabilen Atomkernen in neue, kleinere Atomkerne. Dabei wird ionisierende Strahlung ausgesendet. Die Halbwertszeit ist die Zeitspanne, die angibt, wann ungefähr die Hälfte der Atomkerne eines radioaktiven Stoffes zerfallen ist (B2). ï Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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