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Natürliche Kernreaktionen und radioaktive Zerfälle


Natürliche Kernreaktionen und radioaktive Zerfälle

Bei radioaktiven Reaktionen bleiben Ladung und Mas-Nummer erhalten. Jetzt erklären wir die radioaktiven Zerfälle, Strahlung nacheinander.

1. Alpha-Zerfall (Strahlung):

Alpha ( α) Partikel können als Helium-4-Kerne (24He+2) bezeichnet werden. Nach dem Alpha-Zerfall nimmt die Atomzahl des Kerns um 2 und die Massenzahl um 4 und die Anzahl der Neutronen um 2 ab.

Beispiel:

92238U → 90234Th + 24He

86222Rn → 84218Po + 24He

Eigenschaften von α Partikeln:
  •      Da sie positiv geladen sind, ist ihre Ionisationsfähigkeit hoch.
  •      Sie werden durch ein elektrisches Feld beeinflusst und weichen in Richtung einer negativ geladenen Platte ab.
  •      Ein Stück Papier kann die Bewegung von α Partikeln stoppen.
2. Betazerfall (Strahlung):

Bei der Umwandlung eines Neutrons in ein Proton entsteht Beta-Strahlung. Nach diesem Prozess erzeugte Partikel sind Elektronen. Wir zeigen es in Kernreaktionen mit dem griechischen Buchstaben "β-"

01n → 11p + -10e( β-)

Nach dem Beta-Zerfall steigt die Anzahl der Protonen um eins und die Anzahl der Neutronen sinkt um eins. Somit bleibt die Massenzahl konstant.

Beispiel:

55137Cs → 56137Ba + -10e

13H → 23He + -10e

614C → 714N + --10e

Eigenschaften von Beta-Partikeln:
  •      Beta-Partikel bewegen sich mit einer Geschwindigkeit, die näher an der Lichtgeschwindigkeit liegt.
  •      Da ihre Ladung geringer ist als die von Alpha-Partikeln, ist ihre Ionisationsfähigkeit geringer als die von Alpha-Partikeln.
  •      Da es sich um geladene Teilchen handelt, weichen sie in elektrischen und magnetischen Feldern ab.
  •      Ihre Durchdringungsfähigkeit ist höher als die von Alpha-Partikeln. Sie können Aluminium mit einer Dicke von 2 bis 3 mm durchdringen.

3. Positronenzerfall (Strahlung):

Es wird auch Beta-positiver Zerfall genannt. Es wird mit +10e oder β+ bezeichnet. Der Positronenzerfall ist die Umwandlung eines Protons in ein Neutron.

11p → 01n + +10e

Beim Zerfall von Positronen bleibt die Massenzahl erhalten, jedoch nimmt die Anzahl der Protonen um eins und die Anzahl der Neutronen um eins ab.

Beispiel:

1938K → 1838Ar + +10e

53122I → 52122Te + +10e

2754Co → 2654Fe + +10e

Eigenschaften von Positronenteilchen:
  •      Da es sich um geladene Teilchen handelt, weichen sie in elektrischen und magnetischen Feldern ab.
  •      Positronenteilchen haben die gleichen Eigenschaften wie Beta-Teilchen hinsichtlich der Fähigkeit, zu ionisieren und einzudringen.

4. Gamma-Zerfall (Strahlung):

Gammastrahlen sind kurzwellige elektromagnetische Wellen. Gamma-Zerfälle treten nach anderen Strahlungen auf, um überschüssige Kernenergie zu emittieren und stabil zu werden. Gammastrahlung wird mit " γ" angezeigt.

In Reaktionen wird es als " 00γ" angezeigt. Nach dem Gammazerfall bleiben die Ordnungszahl und die Massenzahl des Kerns erhalten.

Beispiel:

1st step: 94240Pu → [92236U] +24He

2nd step: 92236U → 92236U + 00γ

Eigenschaften von Gammastrahlen:
  •      Sie sind hochenergetische elektromagnetische Wellen
  •      Da sie neutral sind, weichen sie nicht im elektrischen und magnetischen Feld ab.
  •      Ihre Durchdringungsfähigkeit ist zu hoch.

5. Elektroneneinfang:

Einige Kerne fangen ein Elektron in der inneren Hülle ein. Dieses Elektron wandelt ein Proton in ein Neutron im Kern um.

11p + -10e → 01n

Nach dem Elektroneneinfang bleibt die Massenzahl erhalten, die Atomzahl sinkt um eins und die Anzahl der Neutronen steigt um eins.

Beispiel:

2758Co + -10e → 2658Fe

47106Ag + -10e → 46106Pd

Beispiel:

90234X + β→ Y + γ + 2β+ + α

Bestimmen Sie die Anzahl der Protonen und die Massenzahl von Y in der oben angegebenen Reaktion.

Lösung:

Anzahl der Protonen auf der linken Seite der Reaktion ist;

90 + (- 1) = 89

Somit muss die Anzahl der Protonen auf der rechten Seite der Reaktion 89 betragen.

Y+1.(0) + 2.(+1) +2 =89

Y+4=89

Y = 85 Anzahl der Protonen

Die Massenzahl der Reaktanten muss gleich der Massenzahl der Produkte sein.

234 + 0 = 234 Massenzahl der Reaktanten

Y + 1. (0) + 2. (0) + 4 = 234

Y + 4 = 234

Y = 230 Massenzahl von Y

85230Y

Beispiel: X zerfällt im Kern und wird in Y umgewandelt. Die folgende Grafik zeigt Änderungen der Massenzahl gegenüber der Atomzahl von X.

Welche der folgenden Aussagen sind wahr?

I. X macht 2α  und 4 β- Zerfälle

II. X und Y sind Isotope

III. Die Neutronenzahl von Y ist 126

Lösung:

In β- Zerfall bleibt die Massenzahl konstant und die Ordnungszahl steigt um 1. In α Zerfall sinkt die Massenzahl um 4 und die Ordnungszahl um 2.

I. Wie in der Grafik gezeigt, macht X 2α und 4 β- Zerfälle I ist wahr

II. Wir sehen, dass in Grafik X und Y die gleiche Ordnungszahl haben, also Isotope sind. II ist wahr

III. In der Grafik sehen wir, dass die Ordnungszahl von Y 84 und die Massenzahl 210 ist

210-84 = 126 Neutronen III ist wahr.

Kernchemie (Radioaktivität) Prüfungen und Problemlösungen


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