Hallo,
der Titel sagt eigentlich schon alles, ich würde gerne wissen wieso es beim Alphazerfall bestimmter Isotope im Spektrum mehrere Peaks gibt. Warum nicht nur einen? Warum kein Kontinuum?
LG
Hallo!
Wenn ein Isotop per α-Zerfall zerfällt, wird eine ganz bestimmte Energiemenge frei, die sich letztlich als kinetische Energie von Kern und α-Teilchen zeigt. Die Energiemenge ist charakteristisch für jedes Isotop, also für alle Atome dieses Isotops gleich, und für jedes Isotop anders.
Jetzt gilt Impulserhaltung, das heißt, die Summe der Impulse von neuem Kern und α-Teilchen muß =0 sein (aus Sicht des alten Kerns). Weil beide Teilchen in exakt entgegengesetzte Richtungen fliegen, müssen sie betragsmäßig den selben Impuls haben. Daraus lassen sich die einzelnen Energien errechnen, die eben für ein Isotop immer gleich sind.
Allerdings ist das neue Atom, das neben dem Alpha-Teilchen entsteht, häufig auch radioakiv, und zerfällt auch. Das geht so lange weiter, bis ein stabiles Atom dabei raus kommt. Und wenn es in dieser Reihe weitere α-Zerfälle gibt, entstehen weitere α-Teilchen, die aber andere Energien besitzen.
Ra-226 zerfällt in neun Schritten zu Pb-206, fünf davon sind α-Zerfälle. Daher gibt es fünf Peaks bei ungefähr 7MeV, 4,5MeV, zwei mal 5MeV und 5,5MeV.
Ein Kontinuum gibts beim ß-Zerfall. Hier wird auch eine charakteristische Energie frei, allerdings entsteht neben dem ß-Teilchen und dem neuen Kern noch ein Neutrino (genauer: Elektron-Antineutrino), das sich aber kaum nachweisen lässt. Jetzt gibt es ein Problem: Die Impulserhaltung gilt zwar immernoch, aber welches Teilchen welchen Impuls hat, hängt z.B. davon ab, in welche Richtungen die Teilchen fliegen. Das ß-Teilchen kann eine bestimmte Maximal-Energie haben, aber auch jeden kleineren Wert. Daher gibt es da ein Kontinuum ohne Peaks.
Wenn das Mutternuklid nicht nur in den Grundzustand der Tochter zerfällt, weil neben dem Grundzustand angeregte –metastabile- Zustände vorkommen, ergeben sich unterschiedliche alpha- Energien aus ein und demselben Zustand des Mutternuklids. Beispiel: 212 Bi Zerfall zu 208 Tl. Warum es beim Alphazerfall kein Kontinuum gibt hängt damit zusammen dass nur ein Teilchen aus dem Kern kommt und der Potentialtopf des (Mutter)Kerns in einem bestimmten Zustand stets auf der gleichen „Höhe“ „durchtunnelt“ wird.
Befindet sich Mutternuklid in verschiedenen Zuständen dann erhält man auch verschieden Alpha- Energien, nur mit unterschiedlichen Halbwertszeiten