Welche atome können spontan zerfallen?

Gefragt von: Herr Florian Neuhaus  |  Letzte Aktualisierung: 30. Oktober 2021
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Entdeckungsgeschichte. Die Möglichkeit einer spontanen Spaltung von Uran wurde zum ersten Mal im Jahre 1939 von Niels Bohr und John Archibald Wheeler vermutet. Ein Jahr später gelang es Georgi Fljorow und Konstantin Petrschak, dieses Phänomen an natürlichem Uran nachzuweisen.

Was ist gemeint wenn Atome spontan zerfallen?

Radioaktivität bezeichnet die Eigenschaft instabiler Atomkerne, spontan zu zerfallen und dabei ionisierende Strahlung auszusenden. Atome, welche instabil und damit radioaktiv sind, werden Radionuklide genannt.

Welche Voraussetzung muss gegeben sein damit Atomkerne spontan zerfallen?

Die zur Spaltung erforderliche Energie bezeichnet man als Aktivierungsenergie. Sie liegt beim Uranisotop 238U bei 7 MeV. Die bei der Anlagerung eines Neutrons frei werdende Bindungsenergie liegt bei diesem Nuklid jedoch bei nur 5,5 MeV und ist daher zu klein, um eine Spaltung auszulösen.

Wann zerfällt ein Atom?

Bei zu vielen Protonen wird die abstoßende Wirkung ihrer positiven elektrischen Ladung zu groß und die Kerne zerfallen. Hierbei wird durch die Schwache Kraft das überschüssige Proton in ein Neutron verwandelt, wobei noch ein Positron und ein Neutrino entstehen und emittiert werden.

Warum kommt der radioaktive Zerfall fast nur bei schweren Kernen vor?

Bei schweren Atomkernen kommt es häufig vor, dass der beim radioaktiven Zerfall entstehende Tochterkern erneut zerfällt, der dabei entstehende Kern wieder und so weiter, bis nach etlichen Zerfallsprozessen schließlich ein stabiler Atomkern als Endprodukt entsteht. Man spricht in diesem Fall von einer Zerfallsreihe.

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Warum gibt es nicht mehr als 4 Zerfallsreihen?

Alphazerfall verringert die Massenzahl immer um genau 4 Einheiten, während Betazerfall keinen Einfluss auf die Massenzahl hat. Man weiß also, dass beim Dividieren der Massenzahl von Atomen derselben Zerfallsreihe durch 4 der Rest (0, 1, 2 oder 3) immer gleich bleibt.

Welche Atomkerne gelten als instabil?

Ein Kohlenstoff-Atom etwa besteht aus sechs Elektronen und sechs Protonen. Daneben enthält der Kern des Kohlenstoff-Atoms aber auch noch ungeladene Teilchen, die Neutronen. Wenn der Kern eines Atoms jedoch zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen - es zerfällt.

Warum ist ein Atom instabil?

Atome bestehen aus einer Hülle und einem Kern. Die Hülle wird von den negativ geladenen Elektronen gebildet. ... Wenn der Kern eines Atoms jedoch zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen – es zerfällt.

Was passiert wenn ein Atom zerfällt?

Unter Radioaktivität (von lat. radius, Strahl) oder radioaktivem Zerfall oder Kernzerfall versteht man die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan unter Energieabgabe umzuwandeln. Die freiwerdende Energie wird in Form ionisierender Strahlung, nämlich energiereicher Teilchen und/oder Gammastrahlung, abgegeben.

Warum zerfallen manche Atomkerne?

Atomkerne bestehen aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen. Es wirken dort zwei gegensätzliche Kräfte. ... Wenn in der Bilanz die anziehende Kraft die abstoßende Kraft überwiegt, ist ein Kern stabil, andernfalls zerfällt er und sendet dabei radioaktive Strahlung aus.

Wann ist ein Atomkern auch ohne Neutronen stabil?

Alle Nukleonen sind Elementarteilchen. Wann ist ein Atomkern auch ohne Neutronen stabil? Wenn er viele Protonen besitzt. Wenn er wenige Protonen besitzt.

Welche Voraussetzungen sind für eine Kernspaltung notwendig?

Voraussetzungen für eine gesteuerte Kernspaltung sind:
  • Es muss genügend spaltbares Material vorhanden sein. ...
  • Es müssen Neutronen mit der für die Kernspaltung notwendigen Geschwindigkeit existieren. ...
  • Die Anzahl der Neutronen, die Kernspaltung hervorrufen, muss reguliert werden.

Was bestimmt der Atomkern?

Der Atomkern besteht aus Protonen und (außer bei 1H) Neutronen. Der Atomkern bestimmt durch seine Protonenzahl (auch Kernladungszahl, Ordnungszahl) die Anzahl der Elektronen eines elektrisch neutralen Atoms, dadurch auch die Struktur der Elektronenhülle und somit die chemischen Eigenschaften des Atoms.

Was passiert bei einem Beta+ Zerfall?

Beim Beta-Plus-Zerfall wandelt sich im Mutterkern X ein Proton in ein Neutron um. Gleichzeitig wird ein β+-Teilchen (Positron) und ein Elektron-Neutrino νe emittiert. Die Ordnungszahl des Tochterkerns Y ist um 1 kleiner als die des Mutterkerns, die Massenzahl bleibt gleich.

Was passiert bei einem Alphazerfall?

Der Alphazerfall (kurz: α-Zerfall) tritt bei instabilen Nukliden auf, bei denen die Kernkräfte die abstoßenden Kräfte der Protonen untereinander nicht vollständig aufheben können. ... Dazu formiert sich im Atomkern ein Helium-4-Atomkern (kurz: 42He oder α), ein sogenanntes Alphateilchen.

Was versteht man unter Zerfallsreihe?

Eine Zerfallsreihe im allgemeinen Sinn ist die Abfolge der nacheinander entstehenden Produkte eines radioaktiven Zerfalls. Sie bildet sich, indem ein Radionuklid sich in ein anderes, dieses in ein drittes umwandelt usw. („zerfällt“).

Wann zerfällt ein Isotop?

Alle Kerne bis Wismut (Ausnahme: Technetium und Promethium) haben eine bestimmte (kanonische) Anzahl von Neutronen, bei denen sie stabil sind. Ist die Neutronenzahl im Vergleich dazu zu groß oder zu klein, dann werden Isotope instabil und zerfallen im Laufe der Zeit in stabilere Kerne.

Wie funktioniert die Halbwertszeit?

Der radioaktive Zerfall eines gegebenen Radionuklids verläuft exponentiell. Die Halbwertszeit ist die Zeitspanne, in der die Menge und damit auch die Aktivität eines gegebenen Radionuklids durch den Zerfall auf die Hälfte gesunken ist.

Wie oft zerfällt Uran?

Die beim Zerfall der sehr langlebigen natürlichen Radionuklide U-238 (Halbwertszeit 4,5 Mrd. Jahre), U-235 (Halbwertszeit 0,7 Mrd. Jahre) und Th-232 (Halbwertszeit 14 Mrd. Jahre) entstehenden Nuklide sind wieder radioaktiv, so dass sie ihrerseits wieder zerfallen.

Was ist ein stabiles Atom?

In der Hülle kreisen Elektronen um den Atomkern, der aus Neutronen und Protonen aufgebaut ist. Stabil sind solche Atomkerne, die eine bestimmte Anzahl von Elektronen und Positronen besitzen. ... Das Atom kann bei einer bestimmten Anzahl von Protonen und Elektronen so gut wie nicht zerfallen.

Wie nennt man instabile Atome?

Während die uns umgebenden Materie weitgehend aus Atomen mit stabilen Atomkernen besteht, die sich ohne äußere Einwirkung nicht verändern, gibt es auch sogenannte radioaktive Stoffe, deren Atomkerne instabil sind.

Was bedeutet instabil Physik?

Wenn der Kern eines Atoms zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen – es zerfällt. ... In der Realität können sich Protonen und Neutronen an beliebigen Stellen im Raum aufhalten.

Warum sind manche Isotope instabil?

„Isotop“ wird daher nach wie vor oft auch im Sinne von Nuklid benutzt, d. ... Insgesamt gibt es rund 3300 bekannte Nuklide. Etwa 240 davon sind stabil. Alle anderen sind instabil, das heißt, ihre Atome wandeln sich durch radioaktiven Zerfall nach mehr oder weniger langer Zeit in andere Atome um.

Was ist der Unterschied zwischen stabilen und instabilen Atomkernen?

Diese unterscheidet man in stabile und instabile Kerne. Die stabilen Kerne können sich nicht von selbst in andere Kerne umwandeln (zerfallen), im Gegensatz zu den instabilen Kernen. Diese können nach einer endlichen Lebensdauer von selbst durch Abspaltung von Teilchen oder Strahlung in andere Kerne übergehen.

Wann ist ein radioaktives Element instabil?

Die Elemente 1-83 sind, außer zwei Ausnahmen, stabil. Technetium, Tc, und Promethium, Pm, sind die zwei radioaktiven Elemente mit einer Ordnungszahl, die kleiner als 83 ist. Die Elemente ab der Ordnungszahl 84 sind ausnahmslos instabil und somit radioaktiv.