Spontanzerfall - eine Form der Kernumwandlung
Radioaktive Nuklide wandeln sich völlig spontan unter Aussendung
radioaktiver Strahlung in neue Kerne um. Diese Form der Kernumwandlung wird als Spontanzerfall bezeichnet, da sie ohne jeglichen Einfluss von
außen vonstatten geht.
Von den in der Natur vorkommenden 91 Elementen sind ca. 300 natürliche Nuklide bekannt, von denen etwa 50 radioaktiv
sind, also spontan zerfallen.
Beim spontanen Zerfall tritt
Der Spontanzerfall und die damit verbundene Radioaktivität in unserer Umwelt führt dazu, dass wir ständig einer schwachen radioaktiven Strahlung ausgesetzt sind.
Beispiele für Spontanzerfall
Zu den natürlichen Radionukliden gehören z. B. Uran-238, Radium-226, Polonium-214, Caesium-137 oder Kohlenstoff-14. Wir betrachten nachfolgend einige charakteristische Beispiele.
-
Es wird beim spontanen Zerfall Alphastrahlung ausgesendet:
- Es wird beim
spontanen Zerfall Betastrahlung ausgesendet:
- Es wird beim
spontanen Zerfall Gammastrahlung
ausgesendet:
Durch Bestrahlung von Atomkernen lassen sich Radionuklide auch künstlich herstellen. Die Anzahl der gegenwärtig bekannten künstlichen Radionuklide liegt bei etwa 2 700. Auch diese Radionuklide zerfallen spontan.
Zerfallsreihen
Bei in der Natur vorkommenden Radionukliden sind die entstehenden Folgekerne häufig wieder radioaktiv, sodass in der Natur ganze Zerfallsreihen existieren. Viele natürliche Radionuklide lassen sich in eine der vier Zerfallsreihen einordnen:
- Uran-Radium-Reihe,
- Thorium-Reihe,
- Uran-Actinium-Reihe,
- Neptunium-Reihe.
Als Beispiel betrachten wir die Uran-Radium-Reihe (Bild 2). Ausgangspunkt ist das Uranisotop Uran-238. Es zerfällt unter Abgabe von Alphastrahlung, der Folgekern ist ein Betastrahler usw. Schließlich entsteht nach einer Reihe von Kernumwandlungen das stabile Blei-206.
Die gesamte Reihe ist in anderer
Form in Bild 3 dargestellt. Dort sind auch sämtliche Elemente genannt,
die im Laufe des Zerfalls entstehen.