Gib die Zerfallsgleichungen für die oben beschriebene Entstehung von und für dessen Umwandlung in an.

Beschreibe und begründe eine Verfahrensweise, mit deren Hilfe die beiden Strahlungsarten, die bei den Zerfallsprozessen auftreten, identifiziert werden können.

Eine Anwendung von ist der Einsatz in thermonuklearen Batterien für die Raumfahrt. Die relative Atommasse von beträgt

Beim Zerfall eines Kerns wird die Energie frei. Dieser Vorgang verläuft mit der Halbwertszeit Die Aktivität einer Probe ergibt sich aus der Zerfallskonstante und der Teilchenanzahl nach folgender Gleichung:

Berechne die Aktivität einer Probe der Masse

Ermittele die Wärmeleistung die von dieser Probe ausgeht.

Zerfallsgleichungen:

Verfahrensweise, mit der die beiden Strahlungsarten unterschieden werden können:

• Ablenkung im Magnetfeld: Diese Methode nutzt die elektrische Ladung der Teilchen aus.

  • Vorgehen: Ein eng gebündeltes Strahlungsbündel tritt senkrecht zu den magnetischen Feldlinien in ein homogenes Magnetfeld ein.

  • Beobachtung & Begründung:

    • -Strahlung: Durch die Lorentzkraft wird das positiv geladene Teilchen in eine Richtung abgelenkt. Der Ablenkungsradius ist relativ groß, da die Teilchen eine hohe Masse haben.

    • -Strahlung: Wird aufgrund der negativen Ladung in die entgegengesetzte Richtung abgelenkt. Die Ablenkung ist deutlich stärker (kleinerer Radius), da Elektronen eine vergleichsweise deutlich geringere Masse besitzen.

    • Grund: Die Lorentzkraft wirkt auf bewegte Ladungen im Magnetfeld. Die Richtung der Ablenkung (bestimmbar mit der Drei-Finger-Regel) verrät das Vorzeichen der Ladung, während die Stärke der Krümmung Aufschluss über das Verhältnis von Masse zu Ladung gibt.

Berechnung der Aktivität

Zunächst muss die Teilchenzahl berechnet werden:

Zudem muss die Zerfallskonstante berechnet werden:

Daraus folgt für die Aktivität

Ermittlung der Wärmeleistung

Es gilt:

Daraus folgt: