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Zerfallsreihe



Eine Zerfallsreihe ist die Abfolge der Zerfallsprodukte des radioaktiven Zerfalls, die entsteht, wenn ein radioaktives Nuklid seinerseits in ein anderes Nuklid zerfällt. Dieses Nuklid wird auch Tochternuklid genannt, das dem Tochternuklid folgende Enkelnuklid, das dem Enkelnuklid folgende Urenkelnuklid usw. Die Zerfallsreihe gibt an, in welche Isotope das Ausgangsnuklid der Reihe nach zerfällt. Da die natürlichen Zerfallsarten die Massenzahl des Nuklids entweder unverändert lassen, wie die Gamma- und Betastrahlung (wandelt ein Neutron in ein Proton und ein Elektron um, die Massenzahl bleibt gleich, Kernladungszahl wird um 1 erhöht), oder um vier vermindern, wie die Alphastrahlung, gibt es für schwere natürliche Radionuklide vier verschiedene Zerfallsreihen, die Massenzahlen (links hochgestellt) charakterisiert diese auch eindeutig:

Es gibt drei vollständig vorhandene natürliche Zerfallsreihen:

  • Uran-Radium-Reihe: Ausgangsnuklid 238U, Endnuklid 206Pb; (4n+2-Reihe)
  • Uran-Actinium-Reihe: Ausgangsnuklid 235U bei der Verlängerung zu den künstlichen Transuranen ist 239Pu die erste Vorgängerstufe von 235U, Endnuklid 207Pb; (4n+3-Reihe)
  • Thorium-Reihe: Ausgangsnuklid 232Th, jedoch sind noch seine Vorgängernuklide bis zum 244Pu auf der Erde vorhanden, sodass die Reihe streng genommen schon dort beginnt. Endnuklid 208Pb; (4n-Reihe)

Die 4. Zerfallsreihe kommt bis auf den letzten Schritt in der Natur nicht vor, da das langlebige, namensgebende und am Anfang stehende 237Np dieser Reihe praktisch vollständig zerfallen ist, und die meisten Zwischenprodukte kurze Halbwertszeiten haben. Nur das letzte Radionuklid dieser Reihe 209Bi ist wegen seiner extrem langen Halbwertszeit noch vorhanden und wurde deshalb sogar lange für das Endnuklid der Reihe gehalten, bis 2003 entdeckt wurde, dass es ein Alphastrahler mit 19 Trillionen Jahren Halbwertszeit ist.

  • Neptunium-Reihe: Ausgangsnuklid ist nach dem Namen 237Np. Oft wird jedoch 241Pu als ihr Ausgangsnuklid betrachtet, Endnuklid 205Tl; (4n+1-Reihe)

Aus einer vorhandenen Menge eines instabilen Nuklids bildet sich durch Zerfall ein Gemisch der Nuklide, die ihm in der Zerfallsreihe folgen, bevor irgendwann alle Kerne die Reihe bis zum Endnuklid durchlaufen haben. In dem Gemisch sind Nuklide mit kurzer Halbwertszeit nur in geringer Menge vorhanden, während solche mit längerer Halbwertszeit sich entsprechend stärker ansammeln.

Lage in der Nuklidkarte

Neutronenzahl N =  124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149   150 
Americium Z = 95





















241Am




Plutonium Z = 94




















239Pu
240Pu
241Pu


244Pu
Neptunium Z = 93



















237Np


240Np



Uran Z = 92
















233U
234U
235U
236U
237U
238U

240U


Protactinium Z = 91















231Pa

233Pa
234Pa







Thorium Z = 90












227Th
228Th
229Th
230Th
231Th
232Th

234Th






Actinium Z = 89











225Ac

227Ac
228Ac











Radium Z = 88








221Ra

223Ra
224Ra
225Ra
226Ra
227Ra
228Ra










Francium Z = 87









221Fr

223Fr














Radon Z = 86






217Rn
218Rn
219Rn
220Rn

222Rn
223Rn













Astat Z = 85





215At

217At
218At
219At
















Polonium Z = 84

210Po
211Po
212Po
213Po
214Po
215Po
216Po

218Po
















Bismut Z = 83

209Bi
210Bi
211Bi
212Bi
213Bi
214Bi
215Bi


















Blei Z = 82 206Pb
207Pb
208Pb
209Pb
210Pb
211Pb
212Pb

214Pb


















Thallium Z = 81 205Tl
206Tl
207Tl
208Tl
209Tl
210Tl





















Quecksilber Z = 80

206Hg
























Neutronenzahl N =  124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149   150 
 
Legende:
Uran-Radium-Reihe
Uran-Actinium-Reihe
(Plutonium-) Thorium-Reihe
Neptunium-Reihe
(Pfeile nicht maßstäblich)
 
Wahrscheinliche Fortsetzung
Wahrscheinliche Fortsetzung
Wahrscheinliche Fortsetzung
Wahrscheinliche Fortsetzung

 

Siehe auch

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Zerfallsreihe aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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