imported>Wassermaus: Betazerfall ist nicht nur Beta-minus sondern auch Beta-Plus-Zerfall

2025-07-29T22:28:18Z

Betazerfall ist nicht nur Beta-minus sondern auch Beta-Plus-Zerfall

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Unter dem '''Zerfallsschema''' eines [[Radioaktivität|radioaktiven]] Atomkerns versteht man eine graphische Darstellung der Energiezusammenhänge beim Zerfall, die kompliziert sein können.<ref>Claus Grupen: ''Grundkurs Strahlenschutz''. Vieweg, 1998, ISBN 978-3-528-06949-0, Seite 15</ref>

[[Datei:Cobalt-60 Decay Scheme.svg|mini|Zerfallsschema von 60Co]]
Ein einfaches Beispiel ist der Zerfall des radioaktiven [[Cobalt]]-Isotops [[Cobalt|60Co]]. 60Co geht unter Emission eines [[Elektron]]s ([[Betazerfall]]) mit einer Halbwertszeit von 5,26 Jahren in einen angeregten Zustand von 60Ni über, der über zwei Gammaübergänge sehr rasch zum Grundzustand gelangt.

Man findet viele Zerfallsschemata in der ''Table of Isotopes''<ref>C.M. Lederer, J.M. Hollander, I. Perlman: Table of Isotopes, Wiley (1968)</ref>.

Es ist sinnvoll, sich das Bild in einem [[Koordinatensystem]] vorzustellen, wo auf der Abszisse die [[Kernladungszahl]] und auf der Ordinate die Energie der Kernzustände aufgetragen ist. Die Pfeile bezeichnen die emittierten (= ausgesandten) Teilchen; vertikale Pfeile bedeuten Gammaübergänge, der schräge Pfeil einen Betaübergang. Beim [[Gammastrahlung|Gammaübergang]] ist die Gammaenergie angegeben, beim [[Betazerfall]] die Maximalenergie der emittierten Elektronen. Gammastrahlung wird meistens nach einem Betazerfall emittiert, sie entsteht dabei fast unmittelbar nach dem Betazerfall (Ausnahme s. u.).

Nickel steht rechts neben Cobalt, weil die [[Kernladungszahl]] von Nickel um 1 größer ist als die von Cobalt: die Kernladungszahl wächst beim Beta-minus-Zerfall um 1. Bei einem Beta-plus-Zerfall, wo ein [[Positron]] entsteht und die Kernladungszahl abnimmt, würde der schräge Pfeil von rechts nach links verlaufen, ebenso bei einem Alphazerfall (s. u.).

Da [[Energie]] eine [[Erhaltungsgröße]] ist und beim Kernzerfall energiereiche Strahlung ausgesandt wird, können Pfeile nur (vertikal oder schräg) von oben nach unten verlaufen.

[[Bild:Au-198 Decay Scheme.svg|links|mini|250 px|Zerfallsschema von 198Au]]Ein etwas komplizierteres Zerfallsschema ist das des Gold-[[Isotop]]s 198Au, das man durch Neutronen-Bestrahlung von natürlichem Gold im [[Kernreaktor]] erhält. 198Au zerfällt durch [[Betazerfall]] zu angeregten Zuständen (oder zum Grundzustand) des Quecksilberisotops 198Hg. Im Bild steht Quecksilber rechts neben Gold, weil Gold die [[Kernladungszahl]] 79 hat, Quecksilber die Kernladungszahl 80. Die angeregten Zustände zerfallen nach sehr kurzer Zeit (2,5 bzw. 23 ps; 1 [[Pikosekunde]] ist ein Billionstel einer Sekunde) ebenfalls zum Grundzustand.

[[Bild:Tc-99m Decay Scheme.svg|mini|Zerfallsschema des Isotops 99mTc]]Während angeregte Kernzustände meist sehr kurzlebig sind und nur als Nachfolge eines Betazerfalls (s. o.) auftreten, ist der angeregte Zustand des hier rechts gezeigten Technetium-Isotops „metastabil“ (daher das „m“ in 99mTc), d. h., relativ langlebig. Er zerfällt mittels Gammastrahlung mit einer Halbwertszeit von 6 Stunden.

[[Bild:Polonium 210.png|links|mini|Zerfallsschema von 210Po]]Hier ist nun links ein [[Alphazerfall]] gezeigt, und zwar der des von [[Marie Curie]] entdeckten Elements [[Polonium]] mit der [[Massenzahl]] 210. Das [[Isotop]] 210Po ist das vorletzte Glied der Uran-Radium-[[Zerfallsreihe]]; es zerfällt mit einer Halbwertszeit von 138 Tagen zu einem stabilen [[Blei]]-Isotop. In fast allen Fällen erfolgt der Zerfall über Emission einer Alphastrahlung von 5,305 [[Elektronvolt|MeV]]. Nur in einem von 100.000 Fällen erscheint ein Alphateilchen von niedrigerer Energie; der Zerfall führt zu einem angeregten Zustand des 206Pb, der wieder über Gammastrahlung zum Grundzustand führt.

Ein Zerfallsschema kann auch wesentlich komplizierter ausfallen als die hier gezeigten. 20 oder mehr mögliche Zustände (Ebenen) mit einer Vielzahl von möglichen Übergängen sind keine Seltenheit. Die ausgesandte Gammastrahlung bildet dann ein Spektrum mit entsprechend vielen verschiedenen Energien (Spektrallinien).

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
*[https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/nuclide?nuc=Pa-234 Beispiel eines komplizierten Zerfallsschemas am Isotop Pa 234 (Auf das Wörtchen „beta“ klicken)]

[[Kategorie:Radioaktivität]]

Zerfallsschema - Versionsgeschichte

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