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Kernreaktionen |
| allgemeines |
Maßeinheit: Becquerel, Bq = ein Zerfall pro Sekunde
veraltet: Curie, Ci = 3,7
*1010 Zellfälle pro Sekunde |
Fission: Kernzerfall |
Fusion: Kernverschmelzung |
| α-Zerfall |
Zerfall unter Freisetzung von Helium-Kernen,
oft als Kernspaltung. Die Nukeonenzahl sinkt um 4 (Kernmasse vermindert).
Die Kernladung sinkt um 2 (anderes Element). |
14662Sm ->
14260Nd + 42He + 2,45 MeV |
| β-Zerfall |
Zerfall unter Freisetzung eines Elektron. |
Dabei bleibt die Nukeonenzahl erhalten (Kernmasse wenig verändert). |
Die Kernladung steigt um 1 an (anderes Element). |
| Elektronen - Einfang |
EC, ε |
Ein Atom mit einem Protonenüberschuß kann ein
Elektron aus der K-Schale einfangen. |
Dadurch sinkt die Kernladungszahl um eins. |
| Der Prozess wird durch die schwache
Wechselwirkung vermittelt und gehört zur Beta-Radioaktivität. |
Gleicher Effekt wie ein Beta-plus-Zerfall. Die
durch die Kernumwandlung frei werdende Energie wird als kinetische Energie
an das Neutrino abgegeben. |
Das durch das eingefangene Elektron entstandene
Loch in der inneren Schale der Elektronenhülle wird durch ein Elektron aus
einer äußeren Schale wieder besetzt (Spontane Emission). Die dabei frei
werdende Energie wird als Photon (Röntgenstrahlung entsprechend einer Linie
des Röntgenspektrums des Tochterelements) oder als Auger-Elektron
abgestrahlt. |
| Neutronen - Einfang |
238U + n ⇒ 239U
+ β- ⇒ 239Np + β- ⇒ 239Pu (schneller Brüter) |
| 232Th + n ⇒ 233-Th
+ β- ⇒ 233Pa-Np ⇒ β- ⇒ 233U |
| Kernspaltung |
Atomkerne können entweder spontan zerfallen
oder durch Kernreaktionen zur Spaltung gebracht werden. |
| Zerfallsreihen |
223Ra -> 219Rn + 42He (HWZ 11,4d)
-> 215Po + 42He (HWZ 3,96 s) ->
211Pb + 42He (HWZ 1,76ms) -> 211Bi + e- (HWZ 36,1m) ->
207Tl + 42He (HWZ 2,14m s) -> 207Pb + e- (HWZ 4,77m) |
- Uran - Radium - Zerfallsreihe
- Uran - Actinium - Zerfallsreihe
- Thorium - Zerfallsreihe
- Neptunium - Zerfallsreihe
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| radioaktiver Zerfall |
147N + 42He
-> 178O + 11H |
105Be + 42He
-> 137O + 10n -> 136C + e+ |
2713Al + 42He
-> 3015P + 10n -> 3014Si + e+ |
| Kern-Photoeffekt |
Energiereiche Photonen können aus der bestrahlten Materie Neutronen oder Protonen freimachen,
wenn ihre Energie zur Ablösung des Neutron aus dem Atomkern ausreicht,
d.h. größer als die Bindungsenergie des Neutron an den Kern ist.
| Element |
Schwellenenergie
/MeV |
Integraler Wirkungsquerschnitt
/ mbarn. MeV |
| Kohlenstoff |
18,7 |
0,05 |
| Sauerstoff |
15,6 |
0,02 |
| Kupfer |
10,6 |
0,6 |
| Blei |
7,9 |
4,4 |
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| Transmutation |
Umwandlung in ein anderes Element durch Veränderung der Protonenzahl |
Erzeugung medizinischer Radionuklide |
Neutronen-Transmutationsdotierung: Dotierung von Halbleitern |
Nuklear-Entsorgung |
| Quellen |
1.) www.quarks.de
2.) Max-Planck-Institut für Physik in München
3.) Institut für Nukleare Entsorgung des KIT
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Teil von |
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Physik |
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