Alpha Beta vs. Gammastrahlung
Ein Strom von Energiequanten oder Teilchen mit hoher Energie wird als Strahlung bezeichnet. Es tritt natürlich auf, wenn sich ein instabiler Kern in einen stabilen Kern umwandelt. Die überschüssige Energie wird von diesen Teilchen oder Quanten abtransportiert.
Alphastrahlung (α-Strahlung)
Ein Helium-4-Kern, der beim radioaktiven Zerfall von einem größeren Atomkern emittiert wird, ist als Alpha-Teilchen bekannt. Während des Zerfalls verliert der Mutterkern zwei Protonen und zwei Neutronen, die das Alpha-Teilchen bilden. Daher verringert sich die Nukleonenzahl des Mutterkerns um 4 und die Ordnungszahl sinkt um 2 und es werden keine Elektronen an den Heliumkern gebunden. Dieser Vorgang ist als Alpha-Zerfall bekannt, und der Strom von Alpha-Partikeln ist als Alpha-Strahlung bekannt.
Alphateilchen sind im Vergleich zu anderen Strahlungen, die von einem Kern emittiert werden, mit der niedrigsten Energie und der niedrigsten Geschwindigkeit positiv geladen. Es verliert schnell die kinetische Energie und verwandelt sich in ein Heliumatom. Es ist auch schwer und größer. Dabei setzt es auf kleiner Fläche sehr viel Energie frei. Daher ist Alphastrahlung schädlicher als die beiden anderen Strahlungsformen. In einem elektrischen Feld bewegen sich Alphateilchen parallel zur Feldrichtung. Es hat das niedrigste e/m-Verhältnis. Im Magnetfeld nehmen Alphateilchen eine gekrümmte Flugbahn mit der geringsten Krümmung in einer Ebene senkrecht zum Magnetfeld.
Beta-Strahlung (β-Strahlung)
Ein Elektron oder Positron (Anti-Teilchen des Elektrons), das während des Beta-Zerfalls emittiert wird, ist als Beta-Teilchen bekannt. Ein Strom von Positronen oder Elektronen (Betateilchen), der durch Betazerfall emittiert wird, wird als Betastrahlung bezeichnet. Der Beta-Zerfall ist das Ergebnis einer schwachen Wechselwirkung in den Kernen.
Beim Beta-Zerfall ändert ein instabiler Kern seine Ordnungszahl, wobei seine Nukleonenzahl konstant bleibt. Es gibt drei Arten von Betazerfall.
Positiver Beta-Zerfall: Ein Proton im Mutterkern verwandelt sich in ein Neutron, indem es ein Positron und ein Neutrino emittiert. Die Ordnungszahl des Kerns verringert sich um 1.
Negativer Beta-Zerfall: Ein Neutron verwandelt sich in ein Proton, indem es ein Elektron und ein Neutrino emittiert. Die Ordnungszahl des Mutterkerns erhöht sich um 1.
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Elektroneneinfang: Ein Proton im Mutterkern verwandelt sich in ein Neutron, indem es ein Elektron aus der Umgebung einfängt. Dabei emittiert es Neutrino. Die Ordnungszahl des Kerns verringert sich um 1.
Nur positiver Betazerfall und negativer Betazerfall tragen zur Betastrahlung bei.
Beta-Partikel haben mittlere Energieniveaus und Geschwindigkeiten. Das Eindringen in das Material ist ebenfalls moderat. Es hat ein viel höheres e/m-Verhältnis. Wenn es sich durch ein Magnetfeld bewegt, folgt es einer Flugbahn mit viel stärkerer Krümmung als die Alphateilchen. Sie bewegen sich in einer Ebene senkrecht zum Magnetfeld, und die Bewegung ist für Elektronen in die entgegengesetzte Richtung zu den Alpha-Teilchen und für Positronen in die gleiche Richtung.
Gammastrahlung (γ-Strahlung)
Ein Strom hochenergetischer elektromagnetischer Quanten, die von angeregten Atomkernen emittiert werden, ist als Gammastrahlung bekannt. Überschüssige Energie wird in Form von elektromagnetischer Strahlung freigesetzt, wenn die Kerne in einen niedrigeren Energiezustand übergehen. Gammaquanten haben eine Energie von etwa 10-15 bis 10-10 Joule (10 keV bis 10 MeV in Elektronenvolt).
Da die Gammastrahlung elektromagnetische Wellen sind und keine Ruhemasse hat, ist e/m unendlich. Es zeigt weder in magnetischen noch in elektrischen Feldern eine Auslenkung. Gammaquanten haben eine viel höhere Energie als Alpha- und Betastrahlungsteilchen.
Was ist der Unterschied zwischen Alpha-Beta- und Gammastrahlung?
• Alpha- und Betastrahlung sind Teilchenströme, die aus Masse bestehen. Alpha-Teilchen sind He-4-Kerne und Beta ist entweder Elektronen oder Positronen. Gammastrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung und besteht aus hochenergetischen Quanten.
• Wenn ein Alphateilchen freigesetzt wird, ändert sich die Nukleonenzahl und die Ordnungszahl des Elternkerns (wandelt sich in ein anderes Element um). Beim Beta-Zerfall bleibt die Nukleonenzahl unverändert, während die Ordnungszahl um 1 zu- oder abnimmt (sich wieder in ein anderes Element umwandelt). Wenn ein Gammaquant freigesetzt wird, bleiben sowohl die Nukleonenzahl als auch die Ordnungszahl unverändert, aber das Energieniveau des Kerns nimmt ab.
• Alphateilchen sind die schwersten Teilchen und Betateilchen haben eine relativ sehr kleine Masse. Gammastrahlungsteilchen haben keine Ruhemasse.
• Alphateilchen sind positiv geladen, während Betateilchen entweder positiv oder negativ geladen sein können. Ein Gammaquant hat keine Ladung.
• Alpha- und Beta-Teilchen zeigen eine Ablenkung, wenn sie sich durch Magnetfelder und elektrische Felder bewegen. Alphateilchen haben eine geringere Krümmung, wenn sie sich durch elektrische oder magnetische Felder bewegen. Gammastrahlung zeigt keine Ablenkung.
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