Zer­falls­rei­hen

Arbei­ten mit der Nuklidkarte

Ein insta­bi­les Nuklid zer­fällt i.Allg. nicht gleich in ein sta­bi­les Nuklid, son­dern in ein eben­falls insta­bi­les Nuklid usw., sodass eine Reihe sich inein­an­der umwan­delnde Nuklide ent­steht, die Zer­falls­reihe. Am Ende der Zer­falls­reihe steht ein sta­bi­les Nuklid. 

Den Anfang einer Zer­falls­reihe bil­det stets ein lang­le­bi­ges Mut­ter­nu­klid, das bei der Bil­dung der Erde ent­stan­den ist und das sehr lang­sam in Toch­ter­nu­klide zerfällt.

Da sich in allen denk­ba­ren Zer­falls­rei­hen die Mas­sen­zah­len nur beim  α‑Zerfall um vier Ein­hei­ten ändern, kann es ins­ge­samt nur vier ver­schie­dene Zer­falls­rei­hen geben, deren Glie­der die Mas­sen­zah­len 4n, 4n+1, 4n+2 und 4n+3 besit­zen, wobei n eine natür­li­che Zahl ist.

ReiheMut­ter- nuklidHalb­werts­zeit in aEnd- nuklidMas­sen- formel
Tho­rium ^{232}_{\ \ 90}\text{Th} 1{,}39\cdot 10^{10} ^{208}_{\ \ 82}\text{Pb} 4n
Uran-Radium ^{238}_{\ \ 92}\text{U} 4{,}51\cdot 10^{9} ^{206}_{\ \ 82}\text{Pb} 4n + 2
Uran-Acti­nium ^{235}_{\ \ 92}\text{U} 7{,}13\cdot 10^{8} ^{207}_{\ \ 82}\text{Pb} 4n + 3
Nep­tu­nium ^{237}_{\ \ 93}\text{Np} 2{,}14\cdot 10^{6} ^{209}_{\ \ 83}\text{Bi} 4n + 1

Die Nuklide der Nep­tu­nium-Reihe kom­men in der Natur nicht mehr vor, da das Mut­ter­nu­klid Nep­tu­nium ^{237}_{\ \ 93}\text{Np}  mit einer Halb­werts­zeit von 2{,}14\cdot 10^{6} a durch sei­nen Zer­fall bereits im Laufe der Erd­ge­schichte ver­schwun­den ist. Die Nuklide die­ser Reihe kön­nen jedoch künst­lich erzeugt werden.

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