Astrophysik/Radioaktivität?

Kann mir jemand hier helfen?

Answer 1

[Franz1957]

b)

Beim Gammaübergang entsteht kein neues Element, weil sich dabei an der Zusammensetzung des Kerns nichts ändert. Er hat vorher wie nachher die gleiche Anzahl Protonen, also ist es noch das gleiche Element, und er hat die gleiche Anzahl Neutronen, also ist es auch noch das gleiche Isotop dieses Elements.

Was sich ändert ist nur die Anordnung, in der die Kernbausteine miteinander verbunden sind. So ähnlich wie es bei einem Molekül verschiedene Stereoisomere geben kann, die die gleiche Zusammensetzung, aber etwas unterschiedliche geometrische Formen haben. Man nennt diese verschiedenen Zustände des Kerns deshalb auch Kernisomere.

Ein Kernisomer kann in ein anderes übergehen, das unter weniger innerer "Spannung" steht und daher weniger Energie in sich gespeichert hält. Die freiwerdende Energiedifferenz wird dabei in Form eines Gammaquants abgegeben. Gammaübergang ist ein zutreffenderes Wort dafür als Gammazerfall, denn es zerfällt dabei nichts.

c)

Zunächst schauen wir uns die Massenzahlen und Ordnungszahlen beider Nuklide an:

238U: A = 238, Z = 92

206Pb: A = 206, Z = 82

Differenz der Massenzahlen: 238 - 206 = 32.

Diese Differenz kommt nuir durch Alphazerfälle zustande. Jeweils 4, also:

32 / 4 = 8 Alphazerfälle.

Nun die Differenz der Ordnungszahlen: 92 - 82 = 10.

Mit den 8 Alphazerfällen allein würde sich die Ordnungszahl um jeweils 2 verkleinern, also um 8 mal 2 = 16. Dass es nur 10 sind, dafür sind die Betazerfälle zuständig.

Es sind also 16 - 10 = 6 Betazerfälle.

Comments

[DerRoll]

Nach Gamnaübergängen ist doch gar nicht gefragt. Was hilft diese Antwort veim Verständnis der Frage?

[Franz1957]

@DerRoll

Frage b) befasst sich damit.

Answer 2

[DerRoll]

Dazu wäre es natürlich ungeheuer sinnvoll sich die

https://de.wikipedia.org/wiki/Uran-Radium-Reihe

einmal anzuschauen und nachzuzählen. Alternativ kann man auch schauen wie viele Protonen ein Urankern und wieviele Protonen ein Bleikern enthält. Damit kann man die Zahl der notwendigen Alpha-Zerfälle ausrechnen. Nun noch die auch verschwundenen Neutronen abziehen und schauen wie viele Neutronen zuviel sind. Beachte das für je zwei Betazerfälle wieder ein Alpha-Zerfall her muß um auf die Zielzahl bei den Protonen zu kommen.

Comments

[Franz1957]

Die Zahl der notwendigen Alpha-Zerfälle bekommt man auf direktestem Weg so: Unterschied der Nukleonenzahl durch vier: (238 -206) / 4

[DerRoll]

@Franz1957

Damit hat man zwar die passende Nukleonenzahl, aber nicht notwendig das richtige Verhältnis zwischen Neutronen und Protonen. Und wenn jetzt zwei Beta Zerfälke dazu kommen hat man wieder zwei Protonen mehr und benötigt einen weiteren Alpha Zerfall.

[Franz1957]

@DerRoll

Alphazerfälle kommen keine weiteren dazu, die stimmen dann, weil die Zahl der Nukleonen feststeht. Wie viele Betazerfälle noch dazukommen, das berechnet man aus der Differenz der Ordnungszahlen. Fertig.