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Von Radium-226 bis Blei-210
AFB IIDie Nuklidkarte ordnet jedes Nuklid nach seiner Neutronenzahl \(N\) (waagerecht) und seiner Protonenzahl \(Z\) (senkrecht). Material M1 zeigt den Ausschnitt, in dem die Uran-Radium-Reihe endet — jeder Zerfall entspricht dort einem festen „Zug“ auf der Karte.
M1Ausschnitt aus der Nuklidkarte — Ende der Uran-Radium-Reihe
Jedes Kästchen steht für ein Nuklid; die Farbe gibt die dominante Zerfallsart an. Nicht eingezeichnete Kästchen sind für diese Aufgabe ohne Bedeutung.
- Geben Sie die vollständige Zerfallsgleichung für den Zerfall von \({}^{226}_{\ 88}\mathrm{Ra}\) an und beschreiben Sie, wie sich das Nuklid dabei auf der Nuklidkarte bewegt.
- Ermitteln Sie mithilfe von M1 die vollständige Zerfallsfolge von \({}^{222}\mathrm{Rn}\) bis \({}^{210}\mathrm{Pb}\) mit allen Zwischennukliden und Zerfallsarten.
- Es gibt in der Natur genau vier Zerfallsreihen. Begründen Sie diese Tatsache mithilfe der Verschiebungssätze und ordnen Sie \({}^{226}\mathrm{Ra}\) der richtigen Reihe zu.
Hinweis zu Aufgabe a)
Beim \(\alpha\)-Zerfall verlässt ein \({}^{4}_{2}\mathrm{He}\)-Kern den Mutterkern. Prüfe am Ende, ob Massenzahl und Ladungszahl auf beiden Seiten der Gleichung dieselbe Summe ergeben.
Hinweis zu Aufgabe b)
Lies die Farbe jedes Kästchens ab und wende den passenden Verschiebungssatz an. Beim \(\beta^-\)-Zerfall bleibt \(A\) unverändert — das Kästchen rückt eine Zeile nach oben und eine Spalte nach links.
Hinweis zu Aufgabe c)
\(\alpha\) ändert \(A\) um 4, \(\beta^-\) gar nicht. Was bedeutet das für den Rest, den \(A\) beim Teilen durch 4 lässt?„Begründen“ verlangt die Rückführung auf die Gesetzmäßigkeit — hier auf die Verschiebungssätze, nicht auf die Beobachtung, dass es eben vier Reihen gibt.