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β-Strahlung

30 Aufgaben von AFB I bis III: Zerfallsarten einordnen, Tochterkerne bestimmen, Zerfallsketten und Neutronenbilanzen rechnen und die Ladungsbilanz des β-Zerfalls begründen.

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A1

Das Neutronen-Turnier

AFB II

Vergleiche die Tochterkerne: Klicke in jedem Duell den β⁻-Strahler an, dessen Tochterkern mehr Neutronen hat. Die Zahl hinter dem Namen ist die Nukleonenzahl A.

Klicke in jedem Duell den Kandidaten an, der gewinnt, und prüfe dann die Runde — erst wenn alle Duelle stimmen, rücken die Sieger weiter. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten wandern, Enter wählt.
Die Neutronenzahl des Tochterkerns ist N = A − (Z + 1). Im Duell Cer-141 gegen Barium-140 gewinnt Barium-140 (N = 83 gegen 82), obwohl Cer-141 die größere Nukleonenzahl hat: Cer hat 2 Protonen mehr. Im Finale setzt sich Barium-140 gegen Krypton-85 (N = 48) durch.
Der Tochterkern hat eine Kernladungszahl Z + 1 und dieselbe Nukleonenzahl A wie der Mutterkern.
Rechne N = A − Z − 1. Die größere Nukleonenzahl gewinnt nicht automatisch: Es kommt auf die Differenz zu Z an.
A2

Mutterkern, Tochterkern, Zerfallsart

AFB II

Fünf Kerne senden β-Strahlung aus. Bestimme jeweils die Zerfallsart und den Tochterkern. Kohlenstoff-14, Cäsium-137 und Cobalt-60 haben einen Neutronenüberschuss; Fluor-18 und Natrium-22 haben zu viele Protonen.

Wähle in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle zehn Felder müssen stimmen.
MutterkernZerfallsartTochterkern
Cäsium-137 (Z = 55)
Kohlenstoff-14 (Z = 6)
Fluor-18 (Z = 9)
Cobalt-60 (Z = 27)
Natrium-22 (Z = 11)
Die Zerfallsart steht in der Aufgabe nicht dabei — du erkennst sie am Tochterkern: Z + 1 heißt β⁻, Z − 1 heißt β⁺. A ist in jeder Zeile links und rechts gleich; Xenon-137 und Neon-18 sind Fallen mit der falschen Richtung.
Neutronenüberschuss → β⁻ → Z + 1. Protonenüberschuss → β⁺ → Z − 1.
Die Massenzahl A steht schon im Namen und bleibt gleich: Cäsium-137 wird zu Barium-137.
A3

Mutterkern sucht Tochterkern

AFB I

Gib an, welcher Tochterkern zu welchem β⁻-Strahler gehört: Decke immer zwei Karten auf. Auf den rechten Karten stehen Z und A des Tochterkerns.

Decke zwei Karten auf, die zusammengehören. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter aufdecken, Pfeiltasten zum Wandern.
Beim β⁻-Zerfall bleibt A gleich und Z steigt um 1: Schwefel-35 wird zu Chlor-35 (Z = 17), Mangan-56 zu Eisen-56 (Z = 26), Gold-198 zu Quecksilber-198 (Z = 80), Argon-41 zu Kalium-41 (Z = 19) und Zink-69 zu Gallium-69 (Z = 31).
Der Tochterkern hat dieselbe Nukleonenzahl A wie der Mutterkern. Prüfe die Zahl hinter dem Bindestrich.
Für Z rechnest du „Z des Mutterkerns + 1“, zum Beispiel 16 + 1 = 17 bei Schwefel-35.