Radioaktivitéit

Radioaktivitéit ass eng spontan Ännerung vun engem instabile Atomkär. Si ass grondsätzlech probabilistesch: keng Auer seet, wéini e bestëmmte Kär zerfält, mee eng grouss Populatioun huet e viraussoebart Duerchschnëttsverhalen, dat duerch eng Zerfallskonstant an eng Hallefzäit charakteriséiert gëtt.

Dräi heefeg Emissioune veränneren Atomkären op verschidde Manéieren

Beim Alpha-Zerfall gëtt en Helium-4-Kär emittéiert; A geet ëm 4 an Z ëm 2 erof. Beim Beta-minus-Zerfall gëtt en Neutron an e Proton ëmgewandelt an dobäi ginn en Elektron an en Antineutrino emittéiert, sou datt A gläich bleift an Z ëm 1 klëmmt. Gamma-Emissioun gëtt iwwerschësseg Käranregung als Photon of, ouni A oder Z ze änneren.

Gläich fir d’éischt A an Z aus, ier s de dech ëm d’Nimm këmmers. Dës Ännerunge bestëmmen d’Duechter-Nuklid.

Aktivitéit zielt Zerfäll pro Zäiteenheet

A = λN

1 Becquerel (Bq) = 1 Zerfall pro Sekonn.

D’Aktivitéit hänkt souwuel dovun of, wéi vill instabil Kären do sinn, wéi och dovun, wéi grouss d’Zerfallswahrscheinlechkeet vun all Kär pro Zäiteenheet ass. Si ass net datselwecht wéi d’Zielrate vun engem Detektor, d’absorbéiert Dosis oder de biologeschen Effekt.

Statistesch heescht net ouni Muster. D’Verhale vum Ensemble gëtt präzis, och wann déi eenzel Zerfallszäiten zoufälleg sinn.

Erhalungsgesetzer limitéieren all Zerfall

Ladung, Gesamtenergie, Impuls an Dréiimpuls musse erhale bleiwen. Beim Beta-Zerfall ass och en Neutrino oder Antineutrino bedeelegt; ouni en géifen déi gemoossen Elektronenenergien an Impulsbilanzen net mat den Erhalungsgesetzer iwwereneestëmmen.

Stralungstyp a Gefor sinn zwou verschidde Froen

Penetratioun, Ioniséierungsdicht, Energie, Expositiounswee a biologesch Verdeelung spillen all eng Roll. Alpha-Partikele ginn ausserhalb vum Kierper liicht gestoppt, kënnen awer Energie ganz dicht ofginn, wann en Alpha-emittéierend Material am Kierper ass. Gamma-Photone penetréiere méi staark, mee d’Gefor kann net eleng nom Numm vun der Partikel klasséiert ginn.

Halt Quell, Stralung an Detektor auserneen. Eng radioaktiv Quell huet eng Aktivitéit, déi vun hire Kären bestëmmt gëtt. D’Stralung, déi d’Quell verléisst, kann absorbéiert oder gestreet ginn, ier se en Detektor erreecht, an den Detektor registréiert nëmmen en Deel vun den Evenementer, déi tatsächlech geschéien. Eng falend Zielrate kann also radioaktiven Zerfall, eng geännert Geometrie, zousätzlech Ofschiermung oder Detektoreffekter reflektéieren; déi physikalesch Ursaach muss identifizéiert ginn, ier d’Zuel interpretéiert gëtt.

Duerchgerechent Beispiller

1. Duechter-Nuklid beim Alpha-Zerfall

Léisung

²³⁸₉₂U beim Alpha-Zerfall gëtt A=234 an Z=90: Thorium-234.

2. Duechter-Nuklid beim Beta-minus-Zerfall

Léisung

¹⁴₆Beim Beta-minus-Zerfall vu C bleift A=14 an Z klëmmt op 7; et entsteet Stickstoff-14.

3. Aktivitéit

Léisung

Wann λ=2,0×10⁻5 s⁻1 an N=3,0×10⁸ ass, dann ass A=λN=6,0×10³ Bq.