Eine Zerfallsreihe ist die Abfolge mehrerer radioaktiver Zerfälle, bis ein Kern erreicht ist. Jeder Kern der Reihe ist des vorigen und zugleich des nächsten Schritts. Alle drei natürlichen Reihen enden bei einem Isotop von .
„Mutter“ ist immer der Kern vor dem Zerfall, „Tochter“ der Kern danach.
Die Merke-Box „Zerfallsreihe in drei Sätzen“ auf der Erklärseite enthält alle vier Begriffe.
stabiler Kern → Tochternuklid des vorigen → Mutternuklid des nächsten → Blei.
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Stimmt das über Zerfallsreihen?
AFB I
Entscheide bei jeder Aussage, ob sie richtig oder falsch ist.
Richtig oder falsch?
Aussage 1 von 5
Ob ein Kern stabil ist, entscheidet das Verhältnis von Protonen zu Neutronen — nicht der Elementname.
Denk an die beiden Regel-Karten: α: A −4, Z −2. β⁻: A bleibt, Z +1.
Aussagen 1, 3 und 4 stimmen. Bei 2 ist die Zahl falsch (−2 statt −4), bei 5 wird Element und Isotop verwechselt.
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Zerfallsgleichungen vervollständigen
AFB I
Trage die fehlende Nukleonenzahl (oben) und Kernladungszahl (unten) des Tochterkerns ein.
Alle sechs Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.
22688Ra → Rn + 42He
21482Pb → Bi + e−
23290Th → Ra + 42He
Kontrolle: Oben und unten muss die Summe links und rechts gleich sein. 226 = 222 + 4, 88 = 86 + 2.
Steht rechts ein He-Kern, ist es ein α-Zerfall (−4 / −2). Steht rechts ein Elektron, ist es ein β⁻-Zerfall (0 / +1).
Ra-226 → Rn-222 (A 222, Z 86). Pb-214 → Bi-214 (A 214, Z 83). Th-232 → Ra-228 (A 228, Z 88).
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Die Polonium-216-Reihe ordnen
AFB I
Polonium-216 zerfällt in der Reihenfolge α, β⁻, β⁻, α bis zum stabilen Blei. Bringe die fünf Kerne in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Kärtchen oder benutze die Pfeile. Tastatur: ↑/↓ verschiebt das markierte Kärtchen.
1Polonium-216 (Z = 84)
2Blei-212 (Z = 82)
3Bismut-212 (Z = 83)
4Polonium-212 (Z = 84)
5Blei-208 (Z = 82, stabil)
Blei taucht zweimal auf — nur das leichtere Pb-208 ist stabil.
Verfolge die Nukleonenzahl: Sie sinkt nur bei α um 4 — also 216 → 212 → 212 → 212 → 208.
Vergleiche jeweils Nukleonenzahl und Kernladungszahl von Mutter- und Tochterkern und setze das Kreuz bei der passenden Zerfallsart. (Z: U 92, Pa 91, Th 90, Bi 83, Pb 82, Po 84, Tc 43)
Genau ein Kreuz pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Zerfall
α
β⁻
γ
U-238 → Th-234
Th-234 → Pa-234
Po-218 → Pb-214
Bi-214 → Po-214
Pa-234 → U-234
Tc-99m → Tc-99
A sinkt um 4 → α. A bleibt und Z steigt um 1 → β⁻. Beides bleibt gleich → γ (das „m“ steht für einen angeregten Kern).
Schau zuerst auf die Nukleonenzahl: Ändert sie sich um 4, war es ein α-Zerfall. Bleibt sie gleich, schau auf Z.
α: U-238→Th-234, Po-218→Pb-214. β⁻: Th-234→Pa-234, Bi-214→Po-214, Pa-234→U-234. γ: Tc-99m→Tc-99 (A und Z unverändert).
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Der Weg in der Nuklidkarte
AFB II
Der Ausschnitt zeigt Nuklide aus der Uran-238-Reihe (waagerecht N, senkrecht Z). Klicke jeweils den Kern an, der beim genannten Zerfall entsteht.
Klicke das gesuchte Kästchen an. Mit der Tastatur: Tab zum Wandern, Enter zum Auswählen.
α: zwei Kästchen nach unten und zwei nach links (Z −2, N −2). β⁻: ein Kästchen nach oben und eins nach links (Z +1, N −1). Genau so sieht der Treppenweg in der Nuklidkarte aus.
Beim α-Zerfall verliert der Kern 2 Protonen und 2 Neutronen. Beim β⁻-Zerfall wird ein Neutron zum Proton: Z +1, N −1.
Lena notiert für den Zerfall von Blei-214: „21482Pb → 21583Bi + e−“. Welche Aussagen treffen zu?
Mehrere Antworten sind richtig.
Der klassische Fehler: Beim β⁻-Zerfall wird A um 1 erhöht, „weil ja etwas hinzukommt“. Es verschwindet aber kein Nukleon und es kommt keins hinzu.
Prüfe die Gleichung mit der Summenregel: oben links = oben rechts, unten links = unten rechts.
Unten: 82 = 83 + (−1) ✓. Oben: 214 ≠ 215 + 0 ✗ — richtig ist Bi-214. Kein α-Teilchen, kein Thallium.
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Trickaufgabe: Endkern ohne Reihe
AFB III
Von vier Startkernen ist nur bekannt, wie viele α- und β⁻-Zerfälle sie bis zum Ende machen. Bestimme jeweils Element und Nukleonenzahl des Endkerns. (Z: Tl 81, Pb 82, Bi 83, Po 84)
Wähle in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle acht Felder müssen stimmen.
Start und Zerfälle
Element
A
U-238 (Z 92): 8 α und 6 β⁻
Th-232 (Z 90): 6 α und 4 β⁻
Np-237 (Z 93): 7 α und 4 β⁻
Ra-226 (Z 88): 4 α und 4 β⁻
A = A₀ − 4·(Anzahl α). Z = Z₀ − 2·(Anzahl α) + 1·(Anzahl β⁻). Die Reihenfolge der Zerfälle spielt keine Rolle. Die vierte Zeile ist ein Trick: Ra-226 landet nach 4 α und 4 β⁻ nicht bei Blei, sondern bei Po-210 — die Reihe ist dort noch nicht zu Ende.
Erst A: nur die α-Zerfälle zählen (jeweils −4). Dann Z: −2 je α und +1 je β⁻. Z verrät das Element.
