Zerfallsenergie
Die Zerfallsenergie Q(auch Zerfallswärme) ist die Energie, die beim radioaktiven Zerfall eines instabilen Atomkerns frei wird. Sie wird als kinetische Energie auf die Zerfallsprodukte und den Tochterkern übertragen, in Form von Strahlung emittiert.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Wegen der Äquivalenz von Masse und Energie lässt sich die Zerfallsenergie <math>Q</math> aus der Massendifferenz <math>\Delta M</math> berechnen:
- <math>Q= -\Delta M\cdot c^2</math>
bzw. in Zahlenwerten mit den Maßeinheiten MeV und u:
- <math>Q \ [\mathrm{MeV}] = -931{,}5 \ \Delta M \ [\mathrm u] </math>.
Alpha-Zerfall
Beim Alpha-Zerfall lässt sich die Zerfallsenergie Q nach folgender Formel berechnen:<ref name="ChoppinS89">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
- <math>Q_\alpha = -931{,}5 \ (M_{Z-2}^{A-4} +M_\text{He} - M_A^Z) </math>
Beta-Zerfall
Die Berechnung der Zerfallsenergie für den Beta-Zerfall erfolgt für den β--Zerfall gemäß<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
- <math> Q_{\beta^-} = -931{,}5 \ (M_{Z+1} -M_{Z})</math>
und für den β+-Zerfall gemäß<ref name="Choppin S96">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
- <math> Q_{\beta^+} = -931{,}5 \ (M_{Z-1}^A + 2 \ M_e -M_{Z}^A)</math>
Elektroneneinfang
Beim Elektroneneinfang ergibt sich die Zerfallsenergie gemäß<ref name="Choppin S96"/>
- <math> Q_{EC} = -931{,}5 \ (M_{Z-1}^A -M_{Z}^A)</math>
Gamma-Zerfall
Bei der Emission von Gammastrahlung ergibt sich die Zerfallsenergie aus der Summe aus kinetischer Energie des Produktnukleus (<math>E_d</math>) und der Energie des Gammaquants (<math>E_{\gamma}</math>).
- <math> Q_{\gamma} =E_d + E_{\gamma}</math>
Wobei der Zusammenhang der beiden Größen lautet
- <math>E_d=E_{\gamma}^2 / (2 \ m_d c^2)</math>
Daraus ergibt sich, dass die Energie des Produktnukleus kleiner als 0,1 % der Energie des Gammaquants sind und erster somit in vielen Fällen vernachlässigt werden kann.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Siehe auch
Einzelnachweise
<references />