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Spektren der drei Strahlenarten
 
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pusteblumchen



Anmeldungsdatum: 26.09.2010
Beiträge: 17

Beitrag pusteblumchen Verfasst am: 25. Feb 2012 11:28    Titel: Spektren der drei Strahlenarten Antworten mit Zitat

Hallo zusammen! smile

Ich habe teilweise ein paar Probleme mit dem Verständnis des zustandekommens der Energiespektren der drei Strahlenarten. Ich hoffe ihr könnt mir helfen meine Fragen und Verständnisprobleme zu klären.

zunächst zur Energiespektrum der alpha-Strahlung

also alpha Teilchen besitzen ja ein diskretes Energiespektrum.
Irgendwo habe ich gelesen, dass die Energie eines emittierten alpha-Teilchens von einem bestimmten Nuklid immer genau dieselbe Energie besitzten. also die alpha-Teilchen eines Ra-221 Nuklids emittieren immer alpha-Teilchen mit einer Energie von 6,71 Mev . Stimmt das, weil im Buch bei uns steht, dass beispielsweise Am-241 alpha-Teilchen einer einzigen Energie aussenden, wohingegen ra-226 alpha-Teilchen mit mindest vier unetrschiedlichen Energien aussenden..


dann zur beta-Strahlung


ich will hier nur wissen, ob ich das richtig verstanden habe. Also bei dem beta- -Zerfall verwandelt sich ein Neutron ja in ein Proton und ein Elektron und ja auch in ein Anti_Neutrino. Die Zerfallsenergie wird hierbei auf das Elektron und das Anti-Neutrino verteilt, sodass die beta- Teilchen Energie von null bis zu einer Maximalenergie annehmen können, ja nachdem ob sie die Zerfallsenergie ich entweder komplett auf das Anti-Neutrino oder auf das Elektron(beta-Teilchen) verteilt, oder eben auf beide. So ist dann das kontinuerliche Energiespektrum der beta- Teilchen zu erklären.

Ich habe nur noch nicht ganz verstanden, wieso man bei den Diagramm vom beta- - Spektrum die Maximalenergie unten, beim Schnittpunkt des Graphen mit der x-Achse abliest und nicht am Maximum?


gamma-Strahlung

das Prinzip habe ich hier glaube verstanden. Aber wieso gibt es manchmal mehrere Photolinien und manchmal nur eine? Und bedeutet das im KOnkreten, dass es nur einmal bei der Messung zum Photoeffekt kommt (deshalb der eine Peak) oder wie ist das zu deuten?


Ich hoffe das waren nicht zu viele und zu dumme Frage :/ Aber ich habe damit ehrlich ein paar Probleme
Viele liebe Grüße Big Laugh [/u][/i]
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 11408

Beitrag TomS Verfasst am: 25. Feb 2012 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

alpha-Strahlung

Die alpha-Strahlung hat ein diskretes Energiespektrum, da es sich um Zerfall mit zwei Teilchen im Endkanal handelt und daher die Impulse eindeutig festgelegt sind:



Die Massendifferenz (einschließlich Massendefekt bzw. der Bindungsenergie von X, Y und alpha) wird in kinetische Energie umgewandelt. Man betrachtet also (z.B. im Ruhesystem von X) die Impulserhaltung:





und Energieerhaltung









Aus der Impulserhaltung folgt sofort



Und aus der Energieerhaltung damit



Diese letzte Gleichung muss man nach dem Impuls auflösen. Es ist aber klar, dass es genau eine eindeutige Lösung (bzgl. des Betrages, also bis auf die Richtung) gibt und dies somit einem diskreten Spektrum mit exakt einem Impulswert entspricht.

Wenn nun unterschiedliche Energien für die Alpha-Strahlung aus einem einzigen Zerfall folgen, dann bedeutet dies, dass es nicht einen einzigen Endzustand Y gibt, sondern dass dieser Atomkern Y noch in verschiedenen Zuständen Y, Y*, Y**, … (Grundzustand und angeregte Zustände) existieren kann. Diese Zustände unterscheiden sich z.B. durch unterschiedliche Besetzung der „Schalen“ oder Bahndrehimpulse der Nukleonen (vgl. Atomphysik) und können unter Aussendung von Gammaquanten in den Grundzustand übergehen. Bzgl. der Protonen- und Neutronenzahl sind Y, Y*, Y**, … jedoch identisch.

In den o.g. Formeln müsste man dann die Ersetzung





vornehmen

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«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2435

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 25. Feb 2012 12:51    Titel: Re: Spektren der drei Strahlenarten Antworten mit Zitat

pusteblumchen hat Folgendes geschrieben:
[...]dann zur beta-Strahlung

ich will hier nur wissen, ob ich das richtig verstanden habe. Also bei dem beta- -Zerfall verwandelt sich ein Neutron ja in ein Proton und ein Elektron und ja auch in ein Anti_Neutrino.[...] So ist dann das kontinuerliche Energiespektrum der beta- Teilchen zu erklären.

Ich habe nur noch nicht ganz verstanden, wieso man bei den Diagramm vom beta- - Spektrum die Maximalenergie unten, beim Schnittpunkt des Graphen mit der x-Achse abliest und nicht am Maximum?

Ja, das ist korrekt, gilt ebenso für Beta + Zerfall. Wenn es einen Neutrinofreien Beta-zerfall gibt (kann auftreten, wenn Beta+ und Beta- ebenso auftreten), steckt die ganze Energie in den Beta-Teilchen.
Was das Diagramm angeht, gehe ich davon aus, dass die Häufigkeit über die kinetische Energie aufgetragen ist - dann ist es direkt einsichtig, dass die maximale kin. Energie nicht bei der höchsten Zählrate liegt, sondern eher verschwindent wahrscheinlich ist.
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