Mario Sedlak
Maßeinheiten
Wissenschaft
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Maßeinheiten für das Abklingen von Radioaktivität

Für einen radioaktiven Stoff (nicht für ein Gemisch) sind folgende Größen Konstanten, die angeben, wie schnell er zerfällt:

Größe Einheit Abk. Anmerkung
  • Halbwertszeit
Sekunden s In dieser Zeit ist im Durchschnitt die Hälfte der betrachteten radioaktiven Atomkerne zerfallen.
Minuten min
Stunden h
Tage d
Jahre a
  • Zerfallskonstante (auch Abklingkonstante genannt)
Anteil pro Sekunde 1/s

= wie viele Atome in einer kleinen Zeitspanne zerfallen, hochgerechnet auf 1 Sekunde

= ln 2 durch Halbwertszeit
≈ 0,693 durch Halbwertszeit

  • mittlere Lebensdauer
Sekunden s

= Kehrwert der Zerfallskonstante

= Halbwertszeit durch ln 2 ≈ durch 0,693

Minuten min
Stunden h
Tage d
Jahre a
Elektronenvolt eV

für extrem kurze Halbwertszeiten

1 eV ≈ 0,46 fs

1 keV ≈ 0,46 as

...

Verwendung

Beispiele

Teilchen bzw. Isotop Halbwertszeit Zerfallskonstante Zerfälle pro Zeit
W-Boson 2·10−25 Sekunden 3,5·1024/s 100%/s
Beryllium-8 80 as 1016/s 100%/s = 0,86%/as
Polonium-212 0,3 µs 2,3·106/s 100%/s = 90%/µs
Thorium-223 0,6 Sekunden 1,15/s 0,69/s = 69%/s
Radon-219 3,96 Sekunden 0,175/s 0,161/s = 16,1%/s
Polonium-218 3,1 Minuten 3,73·10−3/s 3,72·10−3/s = 0,37%/s
Radon-222 3,82 Tage 2,1·10−6/s 2,1·10−6/s = 16,6%/Tag
Jod-131 8,02 Tage 10−6/s 10−6/s = 8,3%/Tag
Tritium (Wasserstoff-3) 12,33 Jahre 1,8·10−9/s 1,8·10−9/s = 5,5%/Jahr
Cäsium-137 30,17 Jahre 7,3·10−10/s 7,3·10−10/s = 2,3%/Jahr
Kohlenstoff-14 5730 Jahre 3,8·10−12/s 3,8·10−12/s = 1,2·10−4/Jahr
Plutonium-239 24 110 Jahre 9,1·10−13/s 9,1·10−13/s = 2,9·10−5/Jahr
Kalium-40 1,25 Mrd. Jahre 1,8·10−17/s 1,8·10−17/s = 5,6·10−10/Jahr
Uran-238 4,47 Mrd. Jahre 4,9·10−18/s 4,9·10−18/s = 1,6·10−10/Jahr
Tellur-128 7,2·1024 Jahre 3,1·10−33/s 3,1·10−33/s = 9,6·10−26/Jahr

Mit den Halbwertszeiten kann man (im Gegensatz zu den anderen Größen) schön rechnen:

nach 2 Halbwertszeiten: 1/4 noch vorhanden
nach 3 Halbwertszeiten: 1/8 noch vorhanden
nach 7 Halbwertszeiten: 1/128 noch vorhanden (= ca. 1%)
nach 10 Halbwertszeiten: 1/1024 noch vorhanden (= ca. 1‰)
nach n Halbwertszeiten: 2n noch vorhanden

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Maßeinheiten für Strahlungsfelder