elektrostatische Abstossungviel grössere Reichweiteweniger stark

Kernkräfteextrem kurze ReichweiteSehr stark

Proton

Neutron

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Protonenzahl

125120115110105100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Neu

tron

enza

hl

9p+, 10n0

33p+, 42n0

59p+, 82n0

71p+, 104n0

79p+, 118n0

Pechblende: Uranerz (UOPechblende: Uranerz (UO22))

Film

Metallfolie, lichtundurchlässig

Sonnenlicht

Uransalz

entwickelt

Entdeckung der Radioaktivität durch Henry Becquerel

Film

Metallfolie, lichtundurchlässig

Uransalz

entwickelt

Entdeckung der Radioaktivität durch Henry Becquerel

Erste durch Uranerz geschwärzte Photoplatte: 26. 2. 1896

Entdeckung der Radioaktivität durch Henry Becquerel

Marie Marie (1867-1934)(1867-1934) und und Pierre (1859-1906) Pierre (1859-1906)

CurieCurie

1 Tonne Pechblende 0.1 Gramm Radium

Entdeckung vonRadium und Polonium

Nobelpreise von Marie Curie

1903 Nobelpreis für Physik(zusammen mit Pierre Curie und Henri Becquerel)für die gemeinsamen Arbeiten über die von Antoine Henri Becquerelentdeckten Strahlungsphänomene.

1911 Nobelpreis für Chemie für die Entwicklung der Chemie:• durch die Entdeckung der Elemente Radium und Polonium• durch die Charakterisierung des Radiums und dessen Isolierung in metallischem Zustand • durch die Untersuchungen über die Natur und die chemischen Verbindungen dieses

wichtigen Elements.

Nobelpreis von Irène Joliot-Curie

1934 Nobelpreis für Chemie (zusammen mit Frédéric Joliot) für die Entdeckung der künstlichen Radioaktivität

Radioaktive StrahlungRadioaktive Strahlung

radioaktiver Stoff

-, -und -Strahlen

-Strahlen

-Strahlen

-Strahlen

elektrisches Feld

BleiblockBleiblock

+ –

Geiger-Müller-Zähler.mht

Meldung vom November 2006Meldung vom November 2006

Der frühere KGB-Agent Alexander Litwinenko ist an dem radioaktiven Stoff Polonium 210 gestorben. Russlands Präsident Wladimir Putin wies unterdessen die Vorwürfe, er trage die Verantwortung für Litwinenkos Tod, entschieden zurück.

© Litvinenko Familie/EPAEs bleibt unklar, wer schuld an dem Tod von Alexander Litwinenko ist

210Po: -Zerfall

++

Reichweite und Abschirmung der radioaktiven StrahlungReichweite und Abschirmung der radioaktiven Strahlung

 

 Reichweite in Luft  

Abschirmung durch

einige cm Blatt Papier

einige Meter Taschenbuch

sehr gross Beton und Bleiwände

+

-Zerfall

231

90Th

+

-Zerfall

3

2He

- und - und -Zerfall-Zerfall

4

5

6

7

8

9

10

4 5 6 7 8 9 10

Anzahl Neutronen N

Anz

ahl P

roto

nen

Z

-Zerfall

-Zerfall

Anzahl Neutronen N

Anz

ahl P

roto

nen

Z

-Zerfall Der Kern sendet 2no, 2p+ aus

Halbwertszeit

1600 Jahre

4.51 109 Jahre

24'400 Jahre

-Zerfall (no p+ + e-): Halbwertszeit

12.3 Jahre

5730 Jahre

8 Tage

226 22288 86

238 23492 90

239 23594 92

Ra Rn +

U Th +

Pu U +

3 31 2

14 146 7

131 13153 54

H He +

C N +

I Xe +

Uran-Thorium-ReiheUran-Thorium-Reihe

238U

226Ra

214Po

stabil

238U 234Th 234Pa 234U 230Th 226Ra

226Ra 222Rn 218Po 214Pb 214Bi 214Po

214Po 210Pbstabil

206Pb210Bi 210Po

Mutternuklid

Zerfallsreihe Mutternuklid1) Halbwertszeit Anteil noch vorhandener Nuklide

Thoriumreihe 232Th 1.4 . 1010 Jahre 74.3 %

Uran-Radiumreihe 238U 4.5 . 109 Jahre 39.7 %

Uran-Actiniumreihe 235U 7.1 . 108 Jahre 0.29 %

Plutonium- 241Pu 13 JahreNeptuniumreihe 237Np 2.2 . 106 Jahre ausgestorben

1) Mutternuklide entstanden bei der Entstehung der Erde vor ca. 6 .109 Jahren

Thorium-ReiheThorium-Reihe

204

208

212

216

220

224

228

232

80 82 84 86 88 90 92

Protonenzahl Z

Mas

senz

ahl A

232Th

228Th 228Ac 228Th

224Ra

220Rn

216Po

212Pb

208Tl

212Bi 212Po

208Pb

Mutternuklid

stabil

„When I was young I used to feel so alive, so dangerous! In fact, would you believe I startet life as a Uranium-238? Then one day I accidentally ejected an alpha particle… now look at me, a spent old atom of Lead-206. Seems that all my life since then has been nothing but decay, decay, decay…”

Halbwertszeit T1/2 = 8 Tage 131I 131Xe +

8 Tage16 Tage24 Tage0 Tage

Halbwertszeit von Halbwertszeit von 131131I TI T11//2 2 = 8 Tage= 8 Tage

1/ 2T1

2

1

20

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 8 16 24 32 40

Zeit (Tage)

Pro

zen

tual

er A

nte

il

131 I

1

21

1 1

4 2

21 1

8 2 3 1 1

16 2

4 1 1

32 2

5

Zeit (Tage)

0 1 2 3 4 5 Anzahl T1/2

1/2

1/21/ 2

Anzahl T

t Anzahl T

T

1 Anteil = 100%

2

2. Iod 131 hat eine Halbwertszeit von 8 Tagen.

Wieviel Prozent der Nuklide sind nach 80 Tagen noch vorhanden?

1/2

1/ 21/2

131Anzahl T 10

t 80 TageAnzahl T = 10

T 8 Tage

1 1Anteil I 100% 100% 0.097%

22

Bildung von 14C

-Zerfall von 14C 14 0 14 +

7 6N n C + p 14 146 7C N +

Altersbestimmung mit der 14C-Methode

kosmischeHöhenstrahlung

Zeit nach dem Tod 14C-Gehalt nimmt ab(-Zerfall).

Atmosphäre

Einbau von 14C in CO2 Pflanzen: PhotosyntheseTiere: Aufnahme pflanzlicher Nahrung

Ausscheidung von C (z.B. als CO2)

14C-Gehalt wie in Atmosphäre (=100%)Lebewesen

14C 12C radioaktiv stabil

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6

Anzahl T1/2

An

teil

14C

(%

)3. Wie alt ist ein Stück Holz, dessen 14C-Anteil noch 20% beträgt? T½ = 5730 Jahre

1/ 2

1/ 2 1/ 2

2.3

Anzahl T = 2.3

t = Anzahl T T 2.3 5730 Jahre 13 '179 Jahre

Kontrolle :1

Anteil % = 100 % 20.3 %2

etwas älter als 13‘179 Jahre