ich bin auf der Suche nach einer tragfähigen Definition von Halbwertszeit. Meist wird sie etwa so definiert wie bei Wikipedia:
„Die physikalische Halbwertszeit ist in der Kernphysik diejenige Zeitspanne, die statistisch gesehen verstreicht, bis die Menge eines bestimmten radioaktiven Nuklids auf die Hälfte gesunken ist.[…]“
Das Problem ist aber, dass ich hier eine Tabelle habe, die für einige Nuklide MEHRERE Halbwertszeiten angibt. So z.B für Thorium 230. Eine ist dabei dem Alphazerfall, eine der Spontanenteilung zugeordnet.
Wie sind solche Halbwertszeiten nun definiert?
„Die physikalische Halbwertszeit ist in der Kernphysik
diejenige Zeitspanne, die statistisch gesehen verstreicht, bis
die Menge eines bestimmten radioaktiven Nuklids auf die Hälfte
gesunken ist.[…]“
Das Problem ist aber, dass ich hier eine Tabelle habe, die für
einige Nuklide MEHRERE Halbwertszeiten angibt. So z.B für
Thorium 230. Eine ist dabei dem Alphazerfall, eine der
Spontanenteilung zugeordnet.
Wie sind solche Halbwertszeiten nun definiert?
Genauso. Da die Zerfallsarten unterschiedlich schnell ablaufen, haben sie halt auch verschiedene Halbwetszeiten.
Genauso. Da die Zerfallsarten unterschiedlich schnell
ablaufen, haben sie halt auch verschiedene Halbwetszeiten.
Gruß
Kubi
Hallo Kubi,
NEIN, sicher nicht! Unterschiedliche Zerfallsarten haben eben nicht unterschiedliche Halbwertszeiten. Die Wahrscheinlichkeit für versch. Zerfallsarten ist unterschiedlich!
Sonst könntest du das Alter eines Atomkerns aus dem Verzweigungsverhältnis für versch. Zerfallsarten bestimmen …
für einen bestimmten Zustand eines Nuklids gibt es nur eine Halbwertszeit, und das ist die Zeit, bis 50% davon zerfallen sind. Davon wird gfls. ein bestimmter Teil über Zerfallsart a, ein anderer über b etc. zerfallen.
Th-230 hat eine HWZ T=7.538E+4 a und zerfällt 100% über Alpha-Zerfall.
Ein Beispiel mit mehreren Zerfallsarten wäre Pa-230. Das hat eine HWZ von T=17,4 d, zerfällt in 8,4 % über Beta-Minus, in 91,6 % über e-Einfang und in 0,0032% über Alpha-Zerfall - aber immer das gleiche T!
Angeregte Zustände eines Nuklids können natürlich unterschiedliche Zerfallskanäle mit anderen Halbwertszeiten haben!
U-238 hat z.B. HWZ T=4.468E+9 a, U-238m dagegen nur T=280 ns.
Evtl. gibt es auch ein Th-230*, das eine Spontanspaltung macht.
Wahrscheinlicher ist aber , dass du deine Tabelle falsch interpretierst …
für einen bestimmten Zustand eines Nuklids gibt es nur eine
Halbwertszeit, und das ist die Zeit, bis 50% davon zerfallen
sind. Davon wird gfls. ein bestimmter Teil über Zerfallsart a,
ein anderer über b etc. zerfallen.
Th-230 hat eine HWZ T=7.538E+4 a und zerfällt 100% über
Alpha-Zerfall.
Ich hab die Daten aus dem „Handbook of Chemistry and Physics“.
Dort steht für das Th230:
HWZ
7.54x10^4y | alpha
> 2.x10^18y | SF
wobei SF für Spontanzerfall steht. Das ist übrigens kein Einzelfall, diese „doppelten HWZ“ tauchen bei einigen Isotopen auf, z.B.:
231Pa, 230U, 232U und andere. Immer steht die „zweite“ HWZ neben dem Spontanzerfall, und diese Zeit ist um Größenordnungen über der „normalen“ (Wie hier 10^18y vs. 10^4y).
…
Angeregte Zustände eines Nuklids können natürlich
unterschiedliche Zerfallskanäle mit anderen Halbwertszeiten
haben!
U-238 hat z.B. HWZ T=4.468E+9 a, U-238m dagegen nur T=280 ns.
Evtl. gibt es auch ein Th-230*, das eine Spontanspaltung
macht.
Ne, um einen angeregten Zustand handelt es sich nicht, die sind auch in der Tabelle mit einem „m“ gekennzeichnet.
…
Ich hab die Daten aus dem „Handbook of Chemistry and Physics“.
… also eine eigentlich zuverlässige Quelle. Leider hab’ ich das HB gerade nicht griffbereit. Ich könnte mir aber vorstellen, dass die eine ewas antiquierte Bezeichnung verwenden. Bei Segre, Nuclei and Particles (auch ein Klassiker) finde ich Seite 178:
„Sometimes the quantities τα=1/&lambdaα and τβ=1/&lambdaβ are used; these are called, not too accuratetly , the mean life for alpha and beta decay, respectively. From Eq.(5-3.2) it follows immedeately that
1/τ = 1/τα + 1/τβ“
(Entsprechendes gilt dann analog für SF)
Es könnte sein, dass das HB eine ähnliche Definition für eine, sagen wir mal „partielle Halbwertszeit“ (ebenfalls " not too accuratetly") verwendet, wobei eben T=ln(2)*τ gilt. Das müsste dann aber im HB irgendwo so definiert sein. Schau’ doch mal nach - würde mich auch interessieren.
So eine Nomenklatur ist natürlich verwirrend, da im Zerfallsgesetz exp(-λ t) eben nur die gesamte Zerfallskonstante λ =λα+&lambdaβ auftaucht.
ich bin auf der Suche nach einer tragfähigen Definition von
Halbwertszeit. Meist wird sie etwa so definiert wie bei
Wikipedia:
Geht es Dir nur um die Halbwertzeit im Zusammenhang von
Kernzerfall ?
Ansonsten kann die Halbwertzeit auch als die Zeit definiert werden,
die ein System braucht, welches einem natürlicher Ausgleichsvorgang
folgt (e-Funktion), um sich bis auf 50% dem Endzustand anzunähern.
Beispiele für solche Ausgleichsvorgänge:
NEIN, sicher nicht! Unterschiedliche Zerfallsarten haben eben
nicht unterschiedliche Halbwertszeiten.
Sonst könntest du das Alter eines Atomkerns aus dem
Verzweigungsverhältnis für versch. Zerfallsarten bestimmen …
Stimmt natürlich. Man sollte nicht schneller schreiben als denken…