Alpha-Zerfall

Alpha-Zerfall: Was ist das und wie kommt es dazu?

Beim Alpha-Zerfall handelt es sich um eine radioaktive Umwandlung eines Atomkerns, die mit der Emission von Alpha-Teilchen einhergeht. Ein Alphateilchen ist ein Heliumkern, der aus zwei Protonen und zwei Neutronen besteht und eine positive Ladung hat.

Beim Alpha-Zerfall emittiert der Kern eines Atoms ein Alpha-Teilchen und wandelt sich in den Kern eines anderen Elements um, wodurch sich seine Ladung um vier Einheiten und seine Massenzahl um zwei Einheiten verringert. Beispielsweise verwandelt sich beim Alpha-Zerfall ein Uran-238-Kern in einen Thorium-234-Kern und ein Plutonium-239-Kern in einen Uran-235-Kern.

Der Alpha-Zerfall ist neben Beta-Zerfall und Gammastrahlung eine der drei Hauptarten des radioaktiven Zerfalls. Allerdings haben Alphateilchen im Gegensatz zu Betazerfall und Gammastrahlung eine geringere Durchschlagskraft und sind daher für lebende Organismen weniger gefährlich.

Der Alpha-Zerfall ist ein stabiler Prozess, der mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit auftritt, der sogenannten Alpha-Zerfallswahrscheinlichkeit. Diese Wahrscheinlichkeit hängt von der Massenzahl und Ladung des Kerns sowie den Energiebedingungen innerhalb des Kerns ab.

Der Alpha-Zerfall wurde 1899 vom französischen Physiker Henri Becquerel entdeckt, der feststellte, dass Uransalze eine unbekannte Strahlung aussenden, die dunkle Materialien durchdringen kann. Diese Strahlung wurde Radioaktivität genannt, und der Alpha-Zerfall war eines der ersten Phänomene, die mit Radioaktivität in Verbindung gebracht wurden.

Derzeit spielt der Alpha-Zerfall eine wichtige Rolle in der Kernphysik und Kerntechnik. Alphastrahler werden beispielsweise in Radioisotop-Stromversorgungen, als Quellen ionisierender Strahlung in der Materialforschung und in medizinischen Geräten eingesetzt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Alpha-Zerfall ein wichtiges Phänomen in der Kernphysik ist, das bei der radioaktiven Umwandlung von Atomkernen auftritt. Der Alpha-Zerfall geht mit der Emission von Alpha-Partikeln, bei denen es sich um Heliumkerne handelt, einher und führt zur Bildung von Kernen anderer Elemente.

Der Alpha-Zerfall ist einer der häufigsten radioaktiven Zerfallsprozesse, der bei Atomen auftritt, die schwere Elemente enthalten. Dabei handelt es sich um den Prozess, bei dem der Kern eines Atoms, der mehrere Protonen und Neutronen enthält, in den Kern eines leichteren Elements zerfällt und dabei Alphateilchen (die Kerne von Heliumatomen) und zwei oder drei Neutronen freisetzt.

Zu Beginn des Alpha-Zerfalls bildet der Atomkern einen Kanal, durch den das Alpha-Teilchen das Atom ungehindert verlassen kann. Danach kommt es zu Schwingungen im Kern und seine Bewegung beschleunigt sich. Unter dem Einfluss elektromagnetischer Kräfte fällt der Kern in die Form einer Kugel zusammen und Protonen und Neutronen beginnen, sich kreisförmig um das Zentrum zu bewegen. Diese Phase dauert einige Mikrosekunden.

Dann findet der Prozess der De-Agostisierung statt, das heißt, das Kernfeld wird chaotisch und der Mittelpunkt der Kugel verschiebt sich an einen anderen Punkt. In diesem Moment spalten sich Protonen in zwei Neutrinos. Gleichzeitig fliegen Alphateilchen mit einer Geschwindigkeit von etwa 20.000 aus dem Kern