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Wie weiß man, ob ein Atom stabil ist?
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In diesem Video werden wir radioaktiven Zerfall kennenlernen.
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Ein Atom besteht aus subatomaren Teilchen namens Protonen, Neutronen und Elektronen.
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Positiv geladene Protonen und Neutronen ohne Ladung sind im Atomkern.
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Negativ geladene Elektronen umkreisen den Atomkern.
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Sieh dir dieses Video an für mehr Informationen über den Aufbau eines Atoms.
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Eine starke Kernkraft hält die positiven Protonen und neutralen Neutronen im Nukleus zusammen
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und macht den Atomkern stabil.
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In stabilen Atomkernen ist die Kraft stark genug und hat genug Energie, um den Kern durchgehend zusammenzuhalten.
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Die meisten Atomkerne, die beim Urknall vor fast 14 Milliarden Jahren entstanden sind, existieren immer noch.
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Aber nicht alle Atomkerne sind stabil.
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Instabile Atomkerne haben entweder zu viele Protonen oder zu viele Neutronen,
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was die starke Kernkraft aus dem Gleichgewicht bringt.
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Instabile Atomkerne versuchen sich auszugleichen, indem sie ein überflüssiges Proton oder Neutron abgeben.
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Das ist radioaktiver Zerfall.
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Instabile Atomkerne sind radioaktiv und geben Strahlung ab.
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Es gibt drei Arten von Zerfall.
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Alphazerfall, Beta-Minus-Zerfall oder Beta-Plus-Zerfall.
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Alphazerfall ist der Verlust eines Alphateilchens.
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Ein Alphateilchen besteht aus 2 Neutronen und 2 Protonen.
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Es hat eine Masse von 4 und eine Ladung von plus 2.
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Wenn ein Atom ein Alphateilchen verliert,
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fällt die Masse um 4 und die Ordnungszahl um 2.
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Ein neues Element wird gebildet, das 2 Stellen tiefer im Periodensystem ist.
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Wenn ein Isotop zu viele Neutronen hat, zerfällt es durch Beta-Minus-Zerfall.
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Ein Neutron wird zu einem Proton und einem Elektron.
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Das Atom behält das Proton, während das Elektron verloren geht.
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Das verlorene Elektron ist hochenergetisch und heißt Betateilchen.
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Durch den Verlust eines Neutrons und den Gewinn eines Protons
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bleibt die Massenzahl des Atoms gleich,
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aber die Ordnungszahl steigt um 1.
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Ein neues Element entsteht, das eine Stelle höher im Periodensystem ist.
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Wenn ein Isotop zu viele Protonen hat, zerfällt es durch Beta-Plus-Zerfall.
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Ein Proton wird zu einem Neutron und einem positiven Betateilchen, das Positron heißt.
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Positronen haben die gleiche Masse wie Elektronen, aber die entgegengesetzte Ladung.
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Durch den Verlust eines Protons und dem Gewinn eines Neutrons
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bleibt die Massenzahl gleich.
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Aber der Verlust eines Protons bedeutet, dass die Ordnungszahl um eine Stelle sinkt.
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Wie können wir nun wissen, ob ein Atom stabil oder instabil ist?
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Wir können feststellen, ob ein Radioisotop voraussichtlich zerfallen wird und was für ein Zerfall auftreten wird,
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indem wir uns seine Position auf einer Nuklidkarte ansehen.
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Diese Karte zeigt uns die Anzahl der Protonen auf der x-Achse
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und die Anzahl der Neutronen auf der y-Achse.
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Das ist die Stabilitätslinie.
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Wenn ein Radioisotop links oder rechts davon liegt,
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ist es instabil und wird wahrscheinlich zerfallen, um stabil zu werden.
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Ein Radioisotop links von der Stabilitätslinie
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hat zu viele Neutronen und wird wahrscheinlich Beta-minus-Zerfall durchlaufen, also Elektronen abgeben.
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Ein Radioisotop, das rechts von der Stabilitätslinie liegt, hat zu viele Protonen
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und wird wahrscheinlich Beta-plus-Zerfall durchlaufen, also Positronen abgeben.
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Wenn Teilchen eine hohe Anzahl an Protonen haben, normalerweise mehr als 82,
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werden sie wahrscheinlich Alphazerfall durchlaufen.
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In diesem Video haben wir gelernt, dass instabile Atomkerne entweder zu viele Protonen oder zu viele Neutronen haben,
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was die starke Atomkraft, die das Atom zusammenhält, aus dem Gleichgewicht bringt.
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Instabile Atomkerne geben überflüssige Protonen oder Neutronen ab, um sich ins Gleichgewicht zu bringen,
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entweder durch Alpha-, Beta-Minus- oder Beta-Plus-Zerfall.
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