Basisiwissen

Beta-minus-Zerfall in Atomkernen

• Es ensteht Beta-Minus-Strahlung aus Elektronen.
  

• Im Atomkern wandelt sich ein Neutron in ein Proton und ein Elektron (und ein Elektron-Antineutrino) um.
  

• Die Elektronen verlassen den Kern mit Geschwindigkeiten zwischen 0 und nahezu Lichtgeschwindigkeit ↗
  

• Das Antineutrino hat eine Ruhemasse von nur etwa 1,1 eV und keine elektrische Ladung.
  

• Das Antineutrino zeigt kaum Effekte beim Durchgang durch Materie und ist schwer nachweisbar.
  

• Die enstehende Beta-Minus-Strahlung kann durch dünne Metallplatten gut abgeschirmt werden.
  

• Beta-Minus-Zerfall tritt bei instabilen Nukliden mit hoher Neutronenzahl und verhältnismäßig geringer Protonenzahl auf.
  

• Nach dem Zerfall ist das Atom stabiler als es vorher war.
  

Beta-minus-Zerfall freier Neutronen

• In einem Atomkern sind Neutronen meist sehr stabil.
  

• Ein Neutron außerhalb eines Atomkerns heißt freies Neutron ↗
  

• Freie Neutronen sind sehr instabil ↗
  

• Sie unterliegen dem Beta-minus-Zerfall
  

• Etwa 10 Minuten ist die Halbwertszeiten ↗
  

• Doch die Halbwertszeit hängt vom Messverfahren ab.
  

• Das ist eines der ungelösten Rätsel der Physik.
  

• Siehe mehr im Artikel zur Neutronenhalbwertszeit ↗
  

Beta-minus-Zerfall und die Entstehung von Gold

• Die Entstehung schwerer Elemente wie Gold war lange Zeit ein Rätsel.
  

• Kurz nach dem (hypothetischen) Urknall gab es nur leichte Elemente im Kosmos.
  

• Schwerere Elemente wie Kohlenstoff oder Eisen entstanden nur in älteren Sternen.
  

• Sehr schwere Elemente wie Gold oder Platin können in Sternen eher nicht entstehen.
  

• Man vermutete ihre Entstehung in Supernova-Explosionen oder Neutronenstern-Kollisionen.
  

• Für die Kollision von Neutronensternen gilt der Prozess als nachgewiesen^[1].
  

• Dabei spielt der Beta-minus-Zerfall von Neutronen eine zentrale Rolle.
  

• Siehe mehr dazu im Artikel zum sogenannten r-Prozess ↗
  

Fußnoten