Radioaktive Zerfallsreihen

Die Elemente, die beim radioaktiven Zerfall entstehen, sind oft selbst wieder radioaktiv. 
Zerfallsreihe: Liste aller Zerfälle eines radioaktiven Ausgang-Isotops bis zum stabilen End-Isotop.

In dem Applet von Walter Fendt kann man durch Betätigen der Taste "Nächster Zerfall" die 4 Zerfallsreihen vom Ausgangselement beginnend durchklicken. 

Auf der vertikalen Achse ist die Kernladungszahl (=Ordnungszahl Z), auf der horizontale Achse die Anzahl der Neutronen aufgetragen.
Gelb sind dabei Alpha-Mutterkerne, Blau sind Beta-Mutterkerne. Die stabilen Endprodukte der 4 Zerfallsreihen sind schwarz eingezeichnet. (Mitunter gibt es mehr als eine Zerfallsmöglichkeit- Zerfälle die nur mit geringer Wahrscheinlichkeit stattfinden, wurden nicht berücksichtigt)

Walter Fendt, Letzte Änderung: 19. Dezember 1999

U-238, U-235 und Th-232 stehen jeweils am Anfang der 3 vorkommenden natürlichen Zerfallsreihen. Die Reihen enden alle bei einem stabilen Blei-Isotop.

Uran-Radium-Zerfallsreihe: Vom U-238 (Halbwertszeit 4,5 Mrd. Jahre) aus zum stabilen Blei-206.

Uran-Actinium-Zerfallsreihe: Vom Uran-235 (Halbwertszeit 0,7 Mrd. Jahre) aus zum Blei-207.

Thorium-Zerfallsreihe: Vom Thorium-232 (Halbwertszeit 14 Mrd. Jahre) zum Blei-208. 

In der frühen Erdgeschichte existierte eine weitere Zerfallsreihe, die Plutonium-Neptunium-Reihe (Von Pu-241 zu Bi-209). Diese Zerfallsreihe ist aber nicht mehr nachzuweisen, weil das langlebigste Glied dieser Reihe (Np) eine, verglichen mit dem Erdalter, geringe Halbwertszeit von 2,14*106 Jahren besitzt.
(Nachdem aber die Transurane künstlich hergestellt worden sind, gibt es auch diese Zerfallsreihe wieder).
Es gibt Radionuklide, die mit bestimmten Wahrscheinlichkeiten über verschiedene Zerfälle in ein Folgeprodukt übergehen können. So kann beispielsweise das Po 215 über einen Alphazerfall in das Pb 211 oder über einen Betaminuszerfall in das At 215 zerfallen.

 

Aufgabe 1:
Das Alter der Erde beträgt nach derzeitigen Erkenntnissen über vier Milliarden Jahren. Warum gibt es in der Natur immer  noch Radionuklide, deren Halbwertszeiten einige Jahre oder sogar wenige Tage oder Minuten betragen?

Aufgabe 2:
Kannst du erklären, warum man auf der Erde noch Uran findet, obwohl dieses seit Milliarden Jahren zerfällt?

Übung: Uran-Radium-Reihe (mit Lösung) uran_radium.doc (91kB)

Links

http://www.ibb-voba.de/goethe/fortbildung/internetmedien/radioakt/home.html java_reihe/applet

http://www.zum.de/dwu/umapap.htm pap112 Zerfallsreihe des Uran 238

http://www.lmtm.de/PhysiXTM/kernphysik/texte/zerfallsreihe.html

http://www.lmtm.de/PhysiXTM/kernphysik/texte/zerfallsreihen.uebungsblatt.pdf

http://www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/zerfall.html#

http://www.lehrer-aktuell.de/p0910pdf/kern25_zerfallsreihen.pdf

E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 18.06.2004