Radioaktivitätsdefinition in der Wissenschaft

Radioaktivität ist die spontane Emission von Strahlung in Form von Partikeln oder hoher Energie Photonen resultierend aus einer Kernreaktion. Es ist auch bekannt als radioaktiver Zerfall, nuklearer Zerfall, nuklearer Zerfall oder radioaktiver Zerfall. Es gibt zwar viele Formen von elektromagnetische Strahlungwerden sie nicht immer durch Radioaktivität erzeugt. Beispielsweise kann eine Glühbirne Strahlung in Form von Wärme und Licht emittieren, ist dies jedoch nicht radioaktiv. Eine Substanz, die instabil enthält Atomkerne gilt als radioaktiv.

Der radioaktive Zerfall ist ein zufälliger oder stochastischer Prozess, der auf der Ebene einzelner Atome stattfindet. Während es unmöglich ist, genau vorherzusagen, wann ein einzelner instabiler Kern zerfallen wird, kann die Zerfallsrate einer Gruppe von Atomen basierend auf Zerfallskonstanten oder Halbwertszeiten vorhergesagt werden. EIN Halbwertzeit ist die Zeit, die die Hälfte der Materieprobe benötigt, um radioaktiv zu zerfallen.

Wichtige Erkenntnisse: Definition der Radioaktivität

Das Internationale Einheitensystem (SI) verwendet das Becquerel (Bq) als Standard Einheit von Radioaktivität. Die Einheit ist nach dem Entdecker der Radioaktivität, dem französischen Wissenschaftler Henri Becquerel, benannt. Ein Becquerel ist definiert als ein Zerfall oder Zerfall pro Sekunde.

Der Curie (Ci) ist eine weitere übliche Einheit der Radioaktivität. Es ist definiert als 3,7 x 10¹⁰ Zerfälle pro Sekunde. Ein Curie entspricht 3,7 x 10¹⁰ Vermerels.

Ionisierende Strahlung wird häufig in Einheiten von Grau (Gy) oder Sieverts (Sv) ausgedrückt. Ein Grau ist die Absorption von einem Joule Strahlungsenergie pro Kilogramm Masse Strahlungsmenge, die mit einer Veränderung des Krebses um 5,5% verbunden ist und sich schließlich als Folge von entwickelt Exposition.

Die ersten drei Arten des entdeckten radioaktiven Zerfalls waren Alpha, Betaund Gamma-Zerfall. Diese Arten des Zerfalls wurden nach ihrer Fähigkeit benannt, Materie zu durchdringen. Alpha-Zerfall dringt die kürzeste Strecke ein, während Gamma-Zerfall dringt in die größte Entfernung ein. Schließlich wurden die Prozesse des Alpha-, Beta- und Gamma-Zerfalls besser verstanden und zusätzliche Arten des Zerfalls entdeckt.

Zerfallsmodi umfassen (A ist Atommasse oder Anzahl der Protonen plus Neutronen, Z ist die Ordnungszahl oder Anzahl der Protonen):

• Alpha-Zerfall: Ein Alpha-Teilchen (A = 4, Z = 2) wird vom Kern emittiert, was zu einem Tochterkern (A -4, Z-2) führt.
• Protonenemission: Der Elternkern emittiert ein Proton, was zu einem Tochterkern (A -1, Z - 1) führt.
• Neutronenemission: Der Elternkern stößt ein Neutron aus, was zu einem Tochterkern (A - 1, Z) führt.
• Spontane Spaltung: Ein instabiler Kern zerfällt in zwei oder mehr kleine Kerne.
• Beta minus (β⁻⁾ zerfallen: Ein Kern emittiert ein Elektron und ein Elektronenantineutrino, um eine Tochter mit A, Z + 1 zu erhalten.
• Beta plus (β⁺) Zerfall: Ein Kern emittiert ein Positron und ein Elektronenneutrino, um eine Tochter mit A, Z - 1 zu erhalten.
• Elektroneneinfang: Ein Kern fängt ein Elektron ein und emittiert ein Neutrino, was zu einer instabilen und angeregten Tochter führt.
• Isomerer Übergang (IT): Ein angeregter Kern setzt einen Gammastrahl frei, der zu einer Tochter mit der gleichen Atommasse und Ordnungszahl (A, Z) führt.

Der Gamma-Zerfall tritt typischerweise nach einer anderen Form des Zerfalls auf, wie beispielsweise dem Alpha-Zerfall oder dem Beta-Zerfall. Wenn ein Kern in einem angeregten Zustand belassen wird, kann er ein Gammastrahlenphoton freisetzen, damit das Atom in einen niedrigeren und stabileren Energiezustand zurückkehrt.

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