beta minus zerfall beispiel

Der Betazerfall ist ein radioaktiver Zerfallstyp eines Atomkerns. Bei dieser dritten Form des Beta-Zerfalls wird das innerste Hüllenelektron vom Kern eingefangen und rekombiniert mit einem Proton zu einem Neutron. Er kann auf drei verschiedene Weisen ablaufen: doppelter Elektroneneinfang oder – wenn energetisch möglich – zwei Beta-Plus-Zerfälle oder ein Elektroneneinfang und ein Beta-Plus-Zerfall. Neutrino. Beta Zerfall Your name / Your company Einführung Einführung 1. Zur Zeit ihrer Entdeckung war nicht bekannt worum es sich bei dieser Strahlung tatsächlich handelte. Dieses Thema hier noch einmal zu bearbeiten, wird uns die Arbeit in den folgenden Kapiteln erleichtern. Ernest Rutherford und Frederick Soddy entwickelten 1903 eine Hypothese, nach der die bereits 1896 von Antoine Henri Becquerel entdeckte Radioaktivität mit der Umwandlung von Elementen verknüpft ist. Man findet den $\beta^{-}$-Zerfall zum Beispiel in Kernen vor, die über sehr viele Neutronen verfügen. Die Schilddrüse nimmt Jodatome jeder Art auf. Davon ausgehend formulierten 1913 Kasimir Fajans und Soddy die so genannten radioaktiven Verschiebungssätze, mit denen die natürlichen Zerfallsreihen durch aufeinander folgende Alpha- und Betazerfälle erklärt werden. In Folge des Zerfallvorgangs verlässt ein energiereiches Betateilchen – Elektron oder Positron – den Kern. Berechne, welche Energie beim Beta-Minus-Zerfall von \({}_{79}^{198}{\rm{Au}}\) mindestens freigesetzt wird. Aus dieser Erkenntnis resultiert die Auswahl abschirmender Materialien. Der Unterschied besteht nicht darin, woraus sie bestehen, sondern wobei sie entstehen. Bei β+-Zerfall ist zu beachten, dass die β+-Teilchen mit Elektronen annihilieren, wobei Gamma-Photonen frei werden. Schauen wir uns doch ein Beispiel an, wie du die Formel für die Altersbestimmung mit der C14 Methode . Er tritt hauptsächlich bei schweren Atomkernen mit vergleichsweise wenigen Neutronen auf. Wenn wir einen Gammastrahl als Welle auffassen, ist es sinnvoll ihn mit Begriffen der Frequenz und Wellenlänge wie eine gewöhnliche Welle zu beschreiben. Ein Alphateilchen ist tatsächlich ein 4He Kern (Helium-Kern). Beim Beta-Minus-Zerfall erreicht der Kern eine stabilere Kernkonfiguration, indem sich ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein (Elektron-Anti-)Neutrino umwandelt. Aufteilung der frei werdenden Energie nach dem Zerfall\[Q=E_{\rm{kin}}\left( \rm{e^-} \right)+E_{\rm{kin}}\left({\rm{\bar \nu }}_{\rm{e}}\right)+ E_{\rm{kin}}\left( {\rm{Y}} \right)+E^*\left( {\rm{Y}} \right)+E_{\rm{Hülle}}^*\left( {\rm{Y}} \right)\]Dabei ist. Wir sagen, dass die Ladung erhalten bleibt. Die Reaktionsgleichung des $\beta^{+}$-Zerfalls ist: $^A_Z X \rightarrow  ^A_{Z-1} X + ^0_{+1} e^{+} + \nu_e$, Die emittierten Teilchen bei der Reaktion sind. Die beiden Isotope haben die gleiche Anzahl von Protonen aber unterschiedliche Neutronenzahlen. Dahinter kann dann ein Schwermetall als zweiter Absorber dienen, der die Bremsstrahlung abschirmt. und 1987 direkt (Michael K. Moe u. Der Betazerfall wurde demnach als Quelle der Betastrahlung ausgemacht. Einem internationalen Team von Forscher*innen ist es in Laborexperimenten gelungen, Materie unter solch extremen Bedingungen zu untersuchen, wie sie sonst nur im Inneren von Sternen oder Riesenplaneten vorkommt. Ist aber ganz einfach, mit dem Online-Dating-Tool für Pflanzen von Serlo Nachhaltigkeit: Plant-Buddies. Dieser hypothetische Kern ist unten gezeigt. Hierbei verwandelt sich ein Proton des Kerns durch Einfangen eines Elektrons aus einer kernnahen Schale der Atomhülle in ein Neutron und ein Neutrino. Ein Kohlenstoffkern (C-14) zerfällt durch $\beta$-Zerfall in einen Stickstoffkern (N-14): $^{14}_6 C  \rightarrow  ^{14}_{7} N + ^0_{-1} \beta + \bar \nu_e$. Gelegentlich werden freie Elektronen, die künstlich (z. Wiederum wurde dieser Stoff schon einmal im Physikunterricht des Gymnasiums behandelt. Ein hervorragender Italienischer Physiker, Enrico Fermi entwickelte eine Theorie des Beta-Zerfalls, in der er vorhersagte, dass sowohl negativ als auch positiv geladene Teilchen von instabilen Kernen emittiert werden können. Hinweis: Die hier angegebenen Atommassen wurden der AME2016 des AMDC-Atomic Mass Data Center entnommen. Einige Beispiele für radioaktiven Zerfall werden in diesem Artikel ausführlich diskutiert. nachgewiesen. Ferner kann ein Elektron aus der Elektronenhülle des Atoms direkt mit dem Kern wechselwirken und die Energie eines nuklearen Übergangs aufnehmen und somit das Atom verlassen. 1911 zeigten Lise Meitner und Otto Hahn, dass die Energien der emittierten Elektronen über ein kontinuierliches Spektrum verteilt sind. Betastrahlung - Chemie-Schule Abb. Das Element geht also in seinen Nachfolger im Periodensystem über. Man beachte, dass sich die Massenzahl des ursprünglichen Kerns um vier und seine Kernladungszahl um zwei verringert haben, was ein allgemeines Charakteristikum eines jeden Alpha-Zerfalls bei jeglichen Kernen ist. In einer frühen Phase des Universums machten nämlich freie Neutronen einen bedeutenden Teil der Materie aus. B. bei 96Zr. Der Beta-Minus-Zerfall ist im Wesentlichen der entgegengesetzte Prozess des Beta-Plus-Zerfalls, bei dem ein Neutron in ein Proton umgewandelt wird Freisetzung eines Beta-Minus-Partikels (eines β− -Partikels) und eines Elektronen-Antineutrinos. Die positiv geladenen wurden Antimaterie genannt und später experimentell nachgewiesen. Geschichte 2. Insgesamt sind 35 natürlich vorkommende Nuklide mit möglichem doppeltem Betazerfall bekannt. Betastrahlung - chemie.de \[_{75}^{187}{\rm{Re}} \to \;_{76}^{187}{\rm{Os}} + _0^0{\bar \nu _{\rm{e}}}\]Vorsicht, nur formal! Das Positron ist das Beta-Plus-Teilchen. Betastrahlung ist eine Teilchenstrahlung und besteht aus sogenannten Betateilchen. Dass negative Betastrahlen das Gleiche sind wie Elektronen, also die Teilchen, aus denen die Atomhülle besteht, ist dadurch erwiesen, dass β--Teilchen beim Zusammentreffen mit Hüllenelektronen offensichtlich dem Pauli-Prinzip unterliegen. Die Reaktion schreibt sich wie folgt: Hier ist der 99mTc-Kern in einem angeregten Zustand, dass heißt er besitzt überschüssige Energie. Der \(\beta^-\)-Zerfall kommt sowohl bei Elementen in den natürlichen Zerfallsreihen als auch bei künstlich erzeugten Nukliden vor. Grund hierfür ist die Aufteilung der freiwerdenden Zerfallsenergie auf das Betateilchen und ein ebenfalls erzeugtes Neutrino. Dasselbe trifft auf die oben angegebene Behandlung des Beta-Zerfalls zu, wie wir in den folgenden Kapiteln sehen werden. Beim $\beta^{-}$-Zerfall entsteht ein Kern, dessen Massenzahl $A$ gleich ist der Massenzahl des Ausgangsnuklids. Beim Gamma-Zerfall wird Energie von einem instabilen Kern in Form von elektromagnetischer Strahlung ausgesandt. Radioaktivität - lernen mit Serlo! Mit Hilfe des Energie-und Impulssatzes kann man auch verstehen, warum ein weiteres Teilchen wie das Antineutrino existieren muss: Bei der Reaktion zeigt sich im Experiment eine kontinuierliche Energieverteilung der emittierten Elektronen. Es ionisiert auf seiner Flugbahn mehrere Heliumatome, die über Molekülprozesse (Excimere) ein messbares Lichtsignal aussenden. Wie beim β−-Zerfall bleibt die Massenzahl unverändert, jedoch verringert sich die Kernladungszahl um 1, das Element geht also in seinen Vorgänger im Periodensystem über. Eine Beobachtung seines Auftretens wäre ein Nachweis für „Physik jenseits des Standardmodells“. Was passiert beim Betazerfall einfach erklärt? - Oft gestellte Fragen Jedoch werden die beiden emittierten Teilchen erst zum Zeitpunkt der Kernumwandlung erzeugt. Es verliert Energie, wenn es zerfällt, und die entstehenden Produkte werden daher bei niedrigeren Energieniveaus eingetragen und als Tochternuklide bezeichnet. Für wissenschaftliche Berechnungen ist die Lebenszeit freier Neutronen aber eine elementare Konstante, die einen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung des Kosmos hatte. Ein Beispiel für einen komplizierteren Zerfall ist 137 Cs: Dieses Isotop kann durch zwei Beta-Minus-Prozesse zerfallen. Erfahren Sie, wie LUMITOS Sie beim Online-Marketing unterstützt. \[_{75}^{187}{\rm{Re}} \to \;_{76}^{187}{\rm{Os}} + _{ - 1}^0{{\rm{e}}^ - } + _0^0{\bar \nu _{\rm{e}}}\]. β-Zerfall - Atomphysik und Kernphysik - Online-Kurse - abiweb.de Zerfallsschemen werden häufig verwendet um radioaktive Zerfälle graphisch darzustellen. Dieser Welle-Teilchen-Dualismus kann durch die Äquivalenz von Masse und Energie auf atomaren Skalen verstanden werden. Dabei kommt es zur Annihilation, aus der zwei Photonen im Gammabereich hervorgehen.[2]. Der Name stammt von der Einteilung der ionisierenden Strahlen aus radioaktivem Zerfall in Alphastrahlen, Betastrahlen und Gammastrahlen mit deren steigender Fähigkeit, Materie zu durchdringen. Die Charakteristik dieses Effekts kann aus Effekten in der den Kern umgebenden Elektronenhülle gefunden werden, wenn nämlich die in der K-Schale entstandene Lücke durch ein Elektron einer äußeren Schale aufgefüllt wird. Das \(\rm{W^-}\)-Teilchen zerfällt noch innerhalb des Protons in ein Elektron und ein Anti-Elektron-Neutrino, die dann das Proton und anschließend den Atomkern verlassen. Ein radioaktives Nuklid, das Betastrahlung aussendet, wird als Betastrahler bezeichnet. Nutze die Daten \({m_{\rm{A}}}\left( {{}_{79}^{198}{\rm{Au}}} \right) = 197{,}968244\,{\rm{u}}\) und \({m_{\rm{A}}}\left( {{}_{80}^{198}{\rm{Hg}}} \right) = 197{,}966769\,{\rm{u}}\). Beta-Minus . Als letztes kann der Kern in zwei oder mehr größere Bruchstücke zerfallen, dies bezeichnet man als spontane Spaltung. Beta-Zerfall - YouTube Da die beim Zerfall freiwerdende Energie aber konstant ist, hatte man ein diskretes Spektrum erwartet, wie es auch beim Alphazerfall beobachtet wird. d)Weise rechnerisch nach, dass während des gesamten Beta-Minus-Zerfalls alle Ladungen erhalten bleiben. d)Starke Ladung:\[\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{{\vec C}_{{\rm{vorher}}}} = {{\vec C}_{\rm{n}}} = \vec 0\\{{\vec C}_{{\rm{zwischen}}}} = {{\vec C}_{\rm{p}}} + {{\vec C}_{{{\rm{W}}^ - }}} = \vec 0 + \vec 0 = \vec 0\end{array}\\{{{\vec C}_{{\rm{nachher}}}} = {{\vec C}_{\rm{p}}} + {{\vec C}_{{e^ - }}} + {{\vec C}_{{{\bar \nu }_{\rm{e}}}}} = \vec 0 + \vec 0 + \vec 0 = \vec 0}\end{array}\]Schwache Ladung:\[\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{I_{{\rm{vorher}}}} = {I_{\rm{u}}} + 2 \cdot {I_{\rm{d}}} = \left( { + \frac{1}{2}} \right) + 2 \cdot \left( { - \frac{1}{2}} \right) =  - \frac{1}{2}\\{I_{{\rm{zwischen}}}} = 2 \cdot {I_{\rm{u}}} + {I_{\rm{d}}} + {I_{{{\rm{W}}^ - }}} = 2 \cdot \left( { + \frac{1}{2}} \right) + \left( { - \frac{1}{2}} \right) + \left( { - 1} \right) =  - \frac{1}{2}\end{array}\\{{I_{{\rm{nachher}}}} = 2 \cdot {I_{\rm{u}}} + {I_{\rm{d}}} + {I_{{e^ - }}} + {I_{{{\bar \nu }_{\rm{e}}}}} = 2 \cdot \left( { + \frac{1}{2}} \right) + \left( { - \frac{1}{2}} \right) + \left( { - \frac{1}{2}} \right) + \left( { - \frac{1}{2}} \right) =  - \frac{1}{2}}\end{array}\]Elektrische Ladung:\[\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{Z_{{\rm{vorher}}}} = {Z_{\rm{u}}} + 2 \cdot {Z_{\rm{d}}} = \left( { + \frac{2}{3}} \right) + 2 \cdot \left( { - \frac{1}{3}} \right) = 0\\{Z_{{\rm{zwischen}}}} = 2 \cdot {Z_{\rm{u}}} + {Z_{\rm{d}}} + {Z_{{{\rm{W}}^ - }}} = 2 \cdot \left( { + \frac{2}{3}} \right) + \left( { - \frac{1}{3}} \right) + \left( { - 1} \right) = 0\end{array}\\{{Z_{{\rm{nachher}}}} = 2 \cdot {Z_{\rm{u}}} + {Z_{\rm{d}}} + {Z_{{e^ - }}} + {Z_{{{\bar \nu }_{\rm{e}}}}} = 2 \cdot \left( { + \frac{2}{3}} \right) + \left( { - \frac{1}{3}} \right) + \left( { - 1} \right) + 0 = 0}\end{array}\]. Werden Betastrahler in den Körper aufgenommen (inkorporiert), sind hohe Strahlenbelastungen in der Umgebung des Strahlers die Folge. Elektronen-Rekollision in Echtzeit auf einen Schlag verfolgt. Ein Beispiel für diese Art des radioaktiven Zerfalls ist 55Fe, welches durch Elektronen-Einfang in 55Mn zerfällt. Ferner wird der Begriff Photon für diese Teilchen verwendet. LP - Zerfallsarten - uni-goettingen.de Der entgegengesetzte Zerfall von zwei Protonen in zwei Neutronen ist ebenfalls möglich und wurde beim 78Kr nachgewiesen (s. oben). Das Positron ist das Antiteilchen zum Elektron. Dieser angeregte Kern gibt seine überschüssige Energie ab, indem er einen Gammastrahl emittiert und in den Grundzustand Technetium-99 übergeht. Betastrahlung - einfach erklärt Allgemein handelt es sich bei der Betastrahlung um durch radioaktiven Zerfall frei werdende ionisierende Strahlung. Klicke hier um uns eine Nachricht zu hinterlassen. Für einen 3-Teilchenzerfall hingegen würde sich nach dem Energie-und Impulserhaltungssatz eine kontinuierliche Energieverteilung einstellen. Kernumwandlung Beim Beta-plus-Zerfall wandelt sich das Atom in ein anderes Element um. Daher können sie, wenn sie mit lebender Materie wechselwirken, einen erheblichen Schaden an den Molekülen anrichten, mit denen sie zusammentreffen, zumal sie bestrebt sind, Elektronen einzufangen und neutrales 4He zu bilden. (00:36) Radioaktivität bezeichnet den angeregten Zustand von Atomkernen, welche von selbst in andere Kerne zerfallen. Durch einen Beta-Minus-Zerfall zerfällt das instabile Kohlenstoffisotop zu N 7 14. Betastrahlen lassen sich mit einem einige Millimeter dicken Absorber (beispielsweise Aluminiumblech) gut abschirmen. Bei jedem 2νββ-Zerfall bleibt die Leptonenzahl erhalten, weshalb dieser Zerfallsmodus innerhalb des Standardmodells der Kern- und Teilchenphysik „erlaubt“ ist. Die letzte Frage, die wir noch klären müssen, bevor wir uns um die unterschiedlichen Formen der Gammastrahlen kümmern können, ist die nach der Natur der hochenergetischen Röntgenstrahlung. Ist der menschliche Körper Betastrahlen ausgesetzt, werden nur Hautschichten geschädigt. Einblicke in riesige, verborgene Kinderstuben von Sternen. Nuklide mit einem Überschuss an Neutronen zerfallen über den β--Prozess. Beim Beta-Minus-Zerfall wandelt sich im Mutterkern \(\rm{X}\) ein Neutron in ein Proton um. Dort kann es aber zu intensiven Verbrennungen und daraus resultierenden Spätfolgen wie Hautkrebs kommen. Die Veränderungen des Kernes werden als radioaktive Zerfälle bezeichnet. Für Betastrahler mit höheren Energiewerten muss eine entsprechend dickere Abschirmung verwendet werden. Diese Energiedifferenz muss zu dem berechneten \(Q_{\beta^- ,{\rm{K}}}\)-Wert addiert werden, um die den Zerfallsprodukten letztendlich zur Verfügung stehende Energie \(Q\) zu berechnen:\[Q = {Q_{\beta^- ,{\rm{K}}}} + \Delta {B_{\rm{e}}}\]. Betastrahlung - Physik-Schule Zu unterscheiden sind der Zwei-Neutrino-Doppel-Betazerfall (beobachtet) und der hypothetische neutrinolose Doppel-Betazerfall. Der Betazerfall wird nach der Art der emittierten Teilchen unterschieden. WICHTIG: Damit alle Bilder und Formeln gedruckt werden, scrolle bitte einmal bis zum Ende der Seite BEVOR du diesen Dialog öffnest. In der Quantenforschung braucht man maßgeschneiderte elektromagnetische Felder, um Teilchen präzise zu kontrollieren - An der TU Wien zeigte man: maschinelles Lernen lässt sich dafür hervorragend nutzen. Beispiel. Statt einer Energiedifferenz kann auch die Spindifferenz zwischen Mutter- und Tochterkern einen einfachen Betazerfall behindern, z. 1 zeigt schematisch den Beta-Minus-Zerfall im Standardmodell der Teilchenphysik. § 4 Nr. Die Aufnahme von Betastrahlern kann die inneren Organe wie zum Beispiel die Schilddrüse massiv schädigen. Die Neutronen, die aus einem Forschungsreaktor in die Falle gelangen, werden von supraflüssigem Helium in der Kammer abgebremst und eingefangen. Dieses Elektron heißt Beta-Minus-Teilchen, wobei das Minus die negative Ladung des Elektrons andeutet. Sprachanalyse Basiswissen, y-Achsenabschnitt berechnen - Schritte einfach erklärt, Zeitungsartikel analysieren - quality and popular press. Weiterhin kann ein Elektron der Hülle von einem Proton des Kerns eingefangen werden, dies nennt man Elektroneneinfang. Man findet den β − -Zerfall zum Beispiel in Kernen vor, die über sehr viele Neutronen verfügen. In der Folge des Zerfallsvorgangs verlässt ein energiereiches Betateilchen – Elektron oder Positron – den Kern. 0:00 / 7:11 Beta-Zerfall Ivi-Education 78.4K subscribers 1.2K 89K views 6 years ago Naturwissenschaften Radioaktivität: Der Beta+ und der Beta- Zerfall Du lernst, wie ein Nuklid nach dem Beta. Wir können behaupten, dass das Elektron nicht im Kern existieren kann und daher herausgeschleudert wird[1]. Ein Beta-Zerfall tritt bei einem unausgewogenen Verhältnis von Neutronen zu Protonen im Kern auf. Man beachte, dass die Gesamtladung auf beiden Seiten der Gleichung dieselbe ist. a.) Neutrino. Dies nennt man eine Zerfallsgleichung. Alpha und Beta Zerfall INHALTSANGABE Den Begriff radioaktiven Zerfall hören wir in den Medien häufig in Verbindung mit den Gefahren, die damit verbunden sind. Der beim Elektroneneinfang entstehende Kern befindet sich häufig in einem angeregten Zustand und sendet bei Übergang in den Grundzustand Gammastrahlung aus, welche auch zum Nachweis des Elektroneneinfangs verwendet werden kann. B. für einen gg-Kern (gerade Protonenanzahl und gerade Neutronenanzahl), wenn er in seinem Grundzustand weniger Energie hat als jeder seiner beiden uu-Nachbarn (ungerade Protonenzahl und ungerade Neutronenzahl). Im Jahre 1956 gelang es mit einem von Chien-Shiung Wu durchgeführten Experiment, die kurz zuvor von Tsung-Dao Lee und Chen Ning Yang postulierte Paritätsverletzung des Betazerfalls nachzuweisen. Sind die Augen exponiert, kann es zur Linsentrübung kommen. Ebenfalls sahen wir im letzten Kapitel, dass wir die Vorgänge anhand der Stabilitätskurve der Kerne verstehen können. Hier lautet die Umwandlung in Formelschreibweise: Der β+-Zerfall tritt bei protonenreichen Nukliden auf. Ein Neutron des Kerns wandelt sich in ein Proton um und sendet dabei ein Elektron sowie ein Elektron-Antineutrino aus. Folgende Teilchen lassen sich identifizieren: Proton p Ein Beispiel für einen komplizierteren Zerfall ist 137Cs: Dieses Isotop kann durch zwei Beta-Minus-Prozesse zerfallen. Daraus folgt die allgemeine Zerfalls-Gleichung, Beispielhaft für diesen Vorgang ist der Zerfall von Phosphor-15, Beim Gamma-Zerfall handelt es sich nicht wirklich um einen Zerfall. Beim "Umbau" der Atomhüllen wird die Energiedifferenz\[\Delta B_{\rm{e}} = B_{\rm{e}}\left( {\rm{Y}} \right) - B_{\rm{e}} \left( {\rm{X}} \right)\]frei. Diese beiden Strahlenarten sind hochenergetische Formen elektromagnetischer Strahlung und daher im Wesentlichen gleich. Stellungnahme - Wie schreibe ich einen comment? Daher sind Menschen auch ständig Radioaktivität in Form von Strahlung ausgesetzt. Das Element geht also in seinen Nachfolger im Periodensystem über. Hier lautet die Formel: Ein Konkurrenzprozess zum β+-Zerfall ist der sogenannte Elektroneneinfang. Da sich nach dem Zerfallsprozess ein Neutron weniger, aber ein Proton mehr im Kern befindet, bleibt die Massenzahl $ A $ unverändert, während sich die Kernladungszahl $ Z $ um 1 erhöht. Diese Reaktion heißt Paarvernichtung und führt zur Aussendung von Gamma-Strahlen. Die Halbwertszeiten liegen zwischen 1019 und 1025 Jahren. Als Gleichung schreibt man, Als ein Beispiel kann Blei-208 betrachtet werden. Von den Atomen zu Molekülen - Atombindung, Halogene - Alkalimetalle - Redoxreaktionen, 38. Wie schirmt man Betastrahlung ab? Dies ist nur eine der Beschränkungen dieser vereinfachten Beschreibung und kann dadurch erklärt werden, dass man die zwei fundamentalen Teilchen, nämlich die Neutronen und Protonen, als wiederum aus noch kleineren Teilchen, den Quarks aufgebaut versteht. Das Auffüllen der Lücke geht mit der Aussendung eines Röntgenstrahls aus der Elektronenhülle einher. \[\begin{eqnarray}Q_{\rm{\beta^-,K}} &=& \Delta m \cdot c^2\\ &=& \left[ m_{\rm{K}} \left( {_{21}^{47}{\rm{Sc}}} \right) - \left( m_{\rm{K}} \left( {_{22}^{47}{\rm{Ti}}} \right) + m_{\rm{e}} \right) \right] \cdot c^2\\ &=& \left[ m_{\rm{K}} \left( {_{21}^{47}{\rm{Sc}}} \right) - {m_{\rm{K}}}\left( {_{22}^{47}{\rm{Ti}}} \right) - m_{\rm{e}} \right] \cdot c^2\\ &=& \left[ 46{,}940903072\,\rm{u} - 46{,}939711896\,\rm{u} - 5{,}48580 \cdot 10^{-4}\,\rm{u} \right] \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}000642596 \cdot {\rm{u}} \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}000642596 \cdot 931{,}49\,{\rm{MeV}}\\ &=& 598{,}6\,{\rm{keV}}\end{eqnarray}\]Hierzu muss die Differenz \(\Delta {B_{\rm{e}}}=2{,}2\,\rm{keV}\) der Bindungsenergien der Hüllenelektronen von \({_{22}^{47}{\rm{Ti}}}\) und \({_{21}^{47}{\rm{Sc}}}\) addiert werden, so dass nach dieser Rechnung eine Energie von \(600{,}8\,{\rm{keV}}\) frei wird. Ein Beispiel für diesen Zerfall ist 22Na, welches in 22Ne zerfällt und dabei ein Positron abstrahlt. Ein W-Boson vermittelt die schwache Wechselwirkung und bewirkt die Umwandlung eines im Neutron (bzw. Schwierigkeitsgrad: Dieser Prozess heißt Alpha-Zerfall. Bis 2016 wurde er bei 12 Nukliden (48Ca[1], 76Ge, 78Kr, 82Se, 96Zr, 100Mo, 116Cd, 128Te, 136Xe, 150Nd, 238U alle[2] und 130Te[3]) nachgewiesen. Für den Beta-plus-Zerfall ist die schwache Kernkraft , vermittelt durch w-Bosonen , verantwortlich. Allerdings wird dabei ein Teil der Energie der Betateilchen in Röntgen-Bremsstrahlung umgewandelt. Das neue Element steht im Periodensystem um eine Ordnungszahl niedriger, es hat eine Kernladung weniger. Antielektronen leben nicht sehr lange, da sie recht schnell mit einem normalen Elektron rekombinieren. \[\begin{eqnarray}Q=Q_{\rm{\beta^-,A}} &=& \Delta m \cdot c^2\\ &=& \left[ m_{\rm{A}} \left( {_{21}^{47}{\rm{Sc}}} \right) -  m_{\rm{A}} \left( {_{22}^{47}{\rm{Ti}}} \right)  \right] \cdot c^2\\ &=& \left[ 46{,}952402704\,\rm{u} - 46{,}951757752\,\rm{u} \right] \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}000644952 \cdot {\rm{u}} \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}000644952 \cdot 931{,}49\,{\rm{MeV}}\\ &=& 600{,}8\,{\rm{keV}}\end{eqnarray}\]. Durch den Einsatz des Very Large Telescope (VLT) der ESO haben Forscher zum ersten Mal die Fingerabdrücke gefunden, die die Explosion der ersten Sterne im Universum hinterlassen hat. Physikalisch kann ein Elektron durchaus für kurze Zeit im Kern existieren, das Elektron aus dem Zerfall besitzt jedoch wegen Energie- und Impulserhaltung beim Zerfall eine hohe kinetische Energie und kann daher den Anziehungskräften des Kerns entkommen. Hierbei wird ein Proton des Kerns in ein Neutron umgewandelt. Man beachte wiederum, dass die Ladung auf beiden Seiten der Gleichung dieselbe ist. 31 2.2.2 Beta-Zerfall -Zerfall kommt in den drei Arten --Zerfall, +-Zerfall und Elektroneneinfang vor.Für diesen Versuch ist nur der --Zerfall von Bedeutung, der bei Atomkernen aller Massenzahlen stattfinden kann, wenn der Mutterkern X durch Zerfall in einen energetisch niedrigeren und damit stabileren Zustand des Tochter- Wieder ist nichts sonderbares an einem Elektron. Aus diesem Grund ist er nach dem Standardmodell der Kern- und Teilchenphysik „verboten“. Es kann insbesondere bei Kernen mit einem Protonenüberschuss dazu kommen, dass sich Protonen in Neutronen umwandeln. In Kernkraftwerken wird dieser Prozess zur Herstellung von Radioisotopen verwendet. Die Reaktionsgleichung lautet \(_Z^A{\rm{X}}\to\;_{Z+1}^A{\rm{Y}} +\;_{-1}^0{\rm{e^-}}+\;_0^0{\bar \nu_{\rm{e}}}\), Der \(Q\)-Wert berechnet sich mit Atommassen durch \(Q=\left[ m_{\rm{A}}\left( \rm{X} \right)-m_{\rm{A}}\left( \rm{Y} \right)\right] \cdot c^2\), Das neutrale Mutteratom \(\rm{X}\) wandelt sich unter Emission eines Elektrons und eines Anti-Elektron-Neutrinos in ein einfach positiv ionisiertes Tochteratom \(\rm{Y}^+\) um. Der doppelte Betazerfall ist der gleichzeitige Betazerfall zweier Nukleonen in einem Atomkern. Die typische maximale Energie von Betastrahlung liegt in der Größenordnung von 1 MeV. Klingt komisch? Sr-90, Ru-106) in der Brachytherapie genutzt.
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