Direkt zum Inhalt

Lexikon der Astronomie: Alpha-Zerfall

Alpha-Zerfall eines Kerns X mit Atommasse A und Kernladungszahl Z Eine der drei Formen von Radioaktivität neben Beta- und Gamma-Zerfall. Bei der Radioaktivität senden bestimmte Atomkerne (Fachbegriff: Radionuklide) bestimmte Materieteilchen (Elektronen, Positronen, Heliumatomkerne, auch Neutronen) oder hochenergetische, elektromagnetische Strahlung aus. Radioaktivität ist aufgrund seiner stark ionisierenden Wirkung gefährlich für Leben! Teilweise kann Radioaktivität schon mit einfachen Mitteln abgeschirmt und somit 'entschärft' werden.

Was genau ist nun α-Zerfall?

Die Radionuklide beim α-Zerfall sind so genannte α-Strahler, d.h. sie senden Heliumatomkerne, einen Verbund aus zwei Protonen und zwei Neutronen, aus. Diese He-Kerne nennt man dann α-Teilchen (nicht zu verwechseln mit dem α-Männchen bei den Wölfen). Die Reaktionsgleichung ist in allgemeiner Form für einen beliebigen Atomkern X mit der Protonenanzahl Z (Ordnungszahl des Elements) und der Atommasse A (Summe der Anzahl aus im Atomkern gebundenen Protonen und Neutronen) rechts oben notiert. Sendet der Kern X ein Alpha-Teilchen aus, so reduziert sich seine Atommasse um vier und die Ordnungszahl um zwei, d.h. es hat eine Nuklearreaktion in Form einer Umwandlung des Elements stattgefunden. Die entsprechenden Verschiebungen im Periodensystem der Elemente bzw. auf der Nuklidkarte regeln die so genannten Soddy-Fajans-Verschiebungssätze. Wie immer in der Physik gelten bei diesen Reaktionen Erhaltungssätze (z.B. für Masse, Energie und Teilchensorte), so dass das, was auf der linken Seite steht der Summe der Komponenten auf der rechten Seite entsprechen muss. Die Masse eines Alpha-Teilchens beträgt 3.7274 GeV (berücksichtige 'Massendefekt' durch Bindung der vier Nukleonen).

Die Ursache ist nur quantentheoretisch zu verstehen

Erst durch die Quantentheorie war es möglich, diese Form von Radioaktivität (die anderen beiden auch) zu erklären. Der Tunneleffekt ermöglicht es dem Alpha-Teilchen durch die Coulombbarriere des Atomkerns zu 'tunneln' und den Kern zu verlassen: der Kern emittiert Alpha-Strahlung.
Diese Strahlung ist für das Leben die gefährlichste der radioaktiven Strahlungen, weil die biologische Schädigung der schweren Alpha-Teilchen enorm ist. Zum Glück ist Alpha-Strahlung aufgrund der hohen Masse (und Ladung) der He-Atomkerne kurzreichweitig und lässt sich bereits durch ein Blatt Papier wirksam abschirmen.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

Partnervideos