Beta-Zerfall einfach erklärt! - Radioaktivität, Betastrahlung (Physik)
Think Logic
https://www.youtube.com/watch?v=zdIMFuaynxw

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 zum heutigen Video schauen wir uns den sogenannten Beta Zerfall an der Beta zerfallen das ist eigentlich nichts anderes als die Umwandlung von einem
0:08 Neutron in ein Proton oder umgekehrt und man nur von einem Proton in ein Neutron überlegen wir uns zuerst mal warum passiert denn das überhaupt es ist
0:18 nämlich so dass schwere und große Atomkerne immer eine ganz bestimmte Anzahl an Neutronen brauchen damit sie stabil sind und wenn jetzt so ein
0:27 Atomkern zu viele oder zu wenige Neutronen besitzt dann kommt es eben genau zum Beta Zerfall dann ist dieser Atom kein instabil und möchte gerne
0:35 stabiler werden und deswegen wandelt sich Protonen in Neutronen um oder umgekehrt ein klassisches Beispiel für so einen Beta zerfallen wer zum Beispiel
0:43 ein schweres Isotop von Sauerstoff Sauerstoff oben hat die Ordnungszahl 8 das heißt Sauerstoff besitzt 8 Protonen im Atomkern und normalerweise hat
0:53 Sauerstoff eine Massenzahl von 16 das heißt zusätzlich zu den 8 Protonen noch Neut zeigen wir mal wir haben jetzt ein
1:02 schweres Isotop von Sauerstoff das heißt wir haben zu viele Neutronen sagen wir mal wir haben statt 8 11 Neutronen im Atomkern dann ist diese Atomkern
1:11 instabil und er wird ein Neutron in ein Proton umwandeln das heißt die protonenanzahl die wird um 1 steigen wenn er Neutronen ein Brot und
1:20 umgewandelt wird das heißt wir haben dann eine Ordnungszahl von 9 und die Massenzahl die bleibt logischerweise gleich weil ein Proton ist ja ungefähr
1:27 gleich schwer wie ein Neutron und dieses Element das wäre jetzt Flur flo hat die Ordnungszahl 9 bei beta-zerfallen entstehen immer noch zwei weitere
1:36 Teilchen in diesem Fall entsteht noch ein Elektron und ein sogenanntes Anti Neutrino diese Teilchen werden wir gleich nochmal zurückgekommen während
1:45 der scheinen beim patata zerfallen zwischen einem sogenannten Beta-Zerfall und einem Beta plus zerfallen beim Beta - Zerfall wird ein Neutron in ein Proton
1:55 umgewandelt beim Beta plus Zerfall mit einem Proton in ein Neutron umgewandelt schauen zuerst mal den Beta - zerfeuern in der Physik gilt immer die sogenannte
2:05 Ladungserhaltung das heißt dass ich die Gesamtladung während in deines physikalischen Prozesses nicht ändern darf schauen wir uns jetzt mal diese
2:13 Kernreaktion an hier ändert sich die Ladung offensichtlich die linke Seite der Reaktionsgleichung dies neutral und die rechte Seite die ist positiv geladen
2:22 und deswegen kann diese Gleichung so wie sie jetzt hier steht nicht stimmen es wird nämlich zusätzlich zu diesem Proton beim Beta-Zerfall immer auch noch ein
2:32 Elektron emittiert und dann erkennst du dass ich diese positive Ladung verboten und die negative Ladung vom Elektron genau aufheben und dadurch ist die
2:40 rechte Seite der Gleichung auch wieder neutral die Ladungserhaltung die ist damit erfüllt es gibt jetzt aber noch ein weiteres Problem und zwar kann man
2:49 sich ausrechnen wie viel Energie dieses Elektronen haben müsste wenn man aber jetzt ein Experiment macht und die Energie dieses Elektrons messen würde
2:57 dann kommt man drauf dass diese Energie viel zu ist das bedeutet wenn wir wenn diese Funktionsgleichung wie sie jetzt hier steht stimmen würde dann würde in
3:06 diesem Prozess Energie verloren gehen für dieses Elektron zu wenig Energie besitzt und außerdem wird hier auch noch die Drehimpulserhaltung verletzt und die
3:15 Idee war dass es vielleicht noch ein drittes Teilchen gibt das Bezahlen man als das sogenannte antineutrinum und dieses Teilchen das besitzt diese
3:23 Energie die hier scheinbar verloren geht und dieses Teilchen würde auch die reimpulserhaltung lösen und es hat dann zwar einige Jahre gedauert aber man
3:31 konnte tatsächlich nachweisen dass es dieses Teilchen dieses Anti Neutrino tatsächlich gibt und damit waren dann alle Probleme bezüglich des
3:39 beta-zerfalls gelöst und das ist die fertige Reaktionsgleichung du kannst dir das ungefähr so vorstellen ein Neutron wird umgewandelt in ein Proton ein
3:48 Elektron und in ein Anti Neutrino schauen wir uns jetzt noch den Beta plus Zerfall an hier müssen wir zuerst wieder auf die Ladungserhaltung schauen du
3:58 siehst dass dieses Proton positiv geladen ist das Neutron neutral geladen ist da ist hier auf der rechten Seite der Gleichung fehlt eine positive Ladung
4:06 Experimente hat man herausgefunden dass diese positive Ladung ein Positron ist ein Positron das ist das an die Teilchen zum Elektron ein anti-teilchen das ist
4:16 das genau gleiche Teilchen das hat die genau gleichen Eigenschaften wie das Elektron nur eine umgekehrte Ladung und dann treten hier beim Beta plus Zerfall
4:25 wieder ähnliche Probleme wie beim beta-minus Zerfall mit der Energie und einer reimpulserhaltung auf und die kann man auch mit Hilfe eines weiteren
4:32 Teilchens lösen und zwar mit Hilfe des Neutrinos das Vitrine und das Anti Neutrino die beiden sind auch wieder an die Teilchen voneinander und das ist die
4:42 fertige Reaktionsgleichung für einen Beta plus Zerfall und das gehörst du dir ungefähr so vorstellen ein Proton mit umgewandelt in er Neutron ein Positron
4:51 und einen Neutrino schauen wir uns jetzt noch Beispiele für den beta-plus Zerfall in Atomkernen an das was wir uns am Anfang angeschaut haben das ist ein
5:01 Beispiel für einen Beta minus Zerfall ein Beispiel für den Beta plus zerfallen wer zum Beispiel ein leichtes Isotop von Iod warum ein leichtes Isotop bei ein
5:11 leichtes Isotop das hat zu wenige Neutronen und beim Beta plus zerfallen wird er genau dieses Problem behoben indem ein Proton in ein Neutron
5:19 umgewandelt wird Jod das hat eine Ordnungszahl von 53 und normalerweise eine Massenzahl von 126 oder 127 sagen wir mal wir haben jetzt
5:31 eine Massenzahl von 124 das heißt es fehlen zwei oder drei Neutronen und dadurch ist diese Atomkern instabil jetzt kommt es zum Beta plus Zerfall das
5:40 heißt es wird ein Proton in ein Neutron umgewandelt wir haben da nur noch eine Ordnungszahl von 52 und die Massenzahl bleibt gleich 124 das Element mit der
5:51 gründungszahl 52 das ist delua wie immer beim Beta plus zerfallen wird zusätzlich noch ein Positron emittiert und ein Neutrino
6:02 und das wäre jetzt damit ein Beispiel für den Beta plus Zerfall die letzte Frage die ich noch beantworten möchte ist was sind was ist jetzt genau die
6:10 Beta Strahlung die Beta Strahlung das sind diese Elektronen bzw diese Positronen die haben nämlich nach dem Beta Plus oder Beta - zerfallen eine
6:20 extrem hohe Energie die bewegen sich mit bis zu 90% der Lichtgeschwindigkeit und diese Elektronen die bezeichnet man dann als Beta-Strahlung man kann diese Beta
6:30 Strahlung aber ziemlich einfach abschirmen weil diese Elektronen oder diese Positronen sind geladene Teilchen und geladene Teilchen die interagieren
6:38 immer ziemlich stark mit anderen Molekülen zum Beispiel Luftmolekülen und deswegen kann man die Beta Strahlung noch relativ einfach abschirmen falls du
6:46 dir jetzt noch weitere Videos zur Radioaktivität anschauen willst dann verlinke ich dir die Playlist wo du diese Videos finden kannst jetzt noch
6:53 unten in der Videobeschreibung