Kein Teilchen verlässt den Kern, A und Z bleiben unverändert. Trotzdem ist diese Strahlung die gefährlichste der drei — und kaum aufzuhalten.
Beim α- und beim β-Zerfall verlässt ein Teilchen den Kern. Beim γ-Zerfall nicht — und trotzdem ändert sich etwas.
Ein Bild dazu: der Zug, aus dem ein schwerer Koffer fliegt.
Beim γ-Zerfall wird kein Teilchen ausgesendet, sondern nur Energie. Deshalb bleiben Kernladungszahl, Nukleonenzahl und Ladung gleich.
γ-Zerfall in drei Sätzen:
Nur Energie verlässt den Kern — A, Z und Ladung bleiben gleich.
Angeregter Kern: Nach α- oder β-Zerfall trägt der neue Kern oft zu viel Energie. Zeichen: X*.
γ-Quant: Beim Sprung in den Grundzustand wird die Energiedifferenz abgegeben. Sie hat keine Masse und keine Ladung.
Gleiches Nuklid: Kein Nukleon geht weg. Links und rechts der Gleichung steht dasselbe Nuklid.
γ-Zerfall: Ein angeregter Kern gibt nur Energie ab, kein Teilchen. Deshalb bleiben A, Z und die Ladung gleich.
Eigenschaften: γ-Strahlung hat keine Masse und keine Ladung: Sie wird im Feld nicht abgelenkt, hat eine sehr große Reichweite und lässt sich nie vollständig abschirmen.
Schutz: Großer Abstand und kurze Aufenthaltsdauer. γ-Strahlung durchdringt den ganzen Körper und zerstört dabei Zellen.
γ-Zerfall allgemein:
\( {}^{A}_{Z}\mathrm{X}^{*} \;\rightarrow\; {}^{A}_{Z}\mathrm{X} \;+\; \gamma \)
A, Z: Nukleonenzahl und Kernladungszahl — beide bleiben unverändert.
Stern *: Kennzeichnet den angeregten Kern.
Beispiel: angeregter Bleikern:
\( {}^{207}_{\;\;82}\mathrm{Pb}^{*} \;\rightarrow\; {}^{207}_{\;\;82}\mathrm{Pb} \;+\; \gamma \)
Probe: 207 = 207 und 82 = 82 — beide Zahlen stimmen überein.
Ergebnis: Es bleibt Blei, nur energieärmer.
| α | β− | γ | |
|---|---|---|---|
| Was verlässt den Kern? | Helium-Kern | Elektron | nichts — nur Energie |
| Änderung A / Z | −4 / −2 | 0 / +1 | 0 / 0 |
| Reichweite in Luft | wenige cm | einige m | 100 m bis km |
| Abschirmung durch | Blatt Papier | Aluminiumblech | nie vollständig |
Ein angeregter Kern fällt in den Grundzustand zurück und strahlt dabei ein Gammaquant ab. Rege den Kern an und lass ihn zurückfallen.
Halte fest: Beim Zurückfallen bleiben A, Z und die Ladung des Kerns gleich — es geht nur Energie als γ-Quant weg.
Im zweiten Teil zeigt eine Abschirmung, wie viel Strahlung dahinter noch ankommt. Papier, Aluminium, Blei und Beton schwächen die Strahlung unterschiedlich stark ab.
Halte fest: Blei bremst am stärksten, Beton braucht dafür viel mehr Dicke — aber kein Material bringt den Balken je auf null.
Kein Nukleon verlässt den Kern, A und Z bleiben gleich. Es ist dasselbe Nuklid, nur energieärmer.
Blei schwächt am stärksten, aber ein Rest kommt immer durch. Deshalb zählen Abstand und kurze Aufenthaltsdauer.
α kommt nur wenige Zentimeter weit und ist von außen harmlos. γ erreicht dich gerade wegen der großen Reichweite auch von weit weg.