Betazerfall und Elektroneneinfang

Stand: 13. Juli 2007Autor: Onmeda-Redaktion

Allgemeines

Neben den alphastrahlenden Atomkernen (Nukliden) gibt es instabile Nuklide, die sich über einen sogenannten Betazerfall in ein neues Element (Tochternuklid) umwandeln. Beim Betazerfall wird ein negatives oder ein positives Betateilchen freigesetzt. Das Tochternuklid hat die gleiche Massenzahl wie das ursprüngliche Element, während die Ordnungszahl entweder um eine Einheit kleiner oder größer als das Ursprungselement ist.

Ist die Ordnungszahl des neuen Elements um eine Einheit größer, spricht man von einem Betaminuszerfall (ß-), während die Ordnungszahl beim Betaplusverfall (ß+) um eine Einheit kleiner ist.

Betaminuszerfall

Ein neues Element ist unter Betaminuszerfall entstanden, wenn im ursprünglichen Element ein ungeladenes (Neutron) in ein positiv geladenes Elementarteilchen (Proton) umgewandelt und dabei ein ß- -Teilchen sowie ein sogenanntes Antineutrino freigesetzt wurden. Die verbleibende Energie wird in Form von Gammastrahlung abgegeben.

Der ursprüngliche Atomkern zerfällt dabei in ein anderes Nuklid mit derselben Massenzahl, aber mit einer um Z = 1 erhöhten Ordnungszahl.

Mutternuklid	Tochternuklid	Halbwertzeit	max. Energie der ß^--Teilchen
Co 60	Ni 60	5,272 a	0,03 MeV
Tc-99	Ru-99	2,1 - 10⁵a	0,3 MeV
H 3	He 3	12,3 a	0,02 MeV
J 131	Xe 131	8,04 d	0,6 MeV; 0,8 MeV
Ga 73	Ge 73	4,8 h	1,2 MeV; 1,5 MeV

Einige ß- -strahlende Radionuklide

Betapluszerfall

Beim Betapluszerfall wird in Atomkernen (Nukliden), welche infolge eines Neutronenmangels instabil sind, ein positiv geladenes Elementarteilchen (Proton) in ein ungeladenes Elementarteilchen (Neutron) umgewandelt. Dabei werden ein ß+ -Teilchen und ein Neutrino freigesetzt, und ein neues Element entsteht. Die dabei verbleibende Energie wird als Gammastrahlung abgegeben.

Die Massenzahl A des Mutternuklids bleibt bei dem Prozess erhalten, es verringert sich jedoch die Ordnungszahl um den Wert Z = -1.

Mutternuklid	Tochternuklid	Halbwertzeit	max. Energie der ß ⁺ -Teilchen
N 13	C 13	9,96 min	1,2 MeV
O 15	N 15	2,03 min	1,7 MeV
F 18	O 18	109,7 min	0,6 MeV
Na 22	Ne 22	2,6 a	0,5 MeV; 1,8 MeV

Einige ß + -strahlende Radionuklide

Elektroneneinfang (EC)

Bei einer Reihe von schweren Atomkernen (Nukliden) fängt das Nuklid ein negativ geladenes Elementarteilchen (Elektron) der inneren Elektronenschalen ein (Elektroneneinfang, EC). Dabei wandelt sich ein positiv geladenes Elementarteilchen (Proton) des Kerns in ein ungeladenes Elementarteilchen (Neutron) um. Es verringert sich somit, wie beim Betapluszerfall, die Ordnungszahl um den Wert -1. Elektroneneinfang und Betapluszerfall sind daher konkurrierende Prozesse.

Lesen Sie in diesem Beitrag zum Thema