Ausarbeitung von Schülerxperimenten an der Nebelkammer

2. Theoretische Grundlagen
Nicht jede vorstellbare Konfiguration aus Protonen und Neutronen ist wirklich stabil.
Die meisten bekannten Elemente haben solche Kerne, bei denen eine energieeffektive
Anordnung der Kernteilchen möglich ist. Radioaktive Elemente und Isotope
sind nicht stabil, da sie durch einen Zerfallsmechanismus in energieärmere, stabilere
Zustände übergehen können. Bei diesem Vorgang entsteht radioaktive/ionisierende
Strahlung.
Wann dies der Fall ist, hängt von der mittleren Bindungsenergie pro Nukleon im
Atom ab. Ist diese besonders hoch, so hat auch das Atom eine hohe Stabilität. Abbildung
2.1 zeigt eine Übersicht zu diesem Sachverhalt. Es ist zu erkennen, dass die
Bindungsenergie zunächst ansteigt, ihr Maximum erreicht und dann wieder abfällt.
Das eben erwähnte Maximum ist ungefähr bei einer Massenzahl von 60 zu finden,
was dem Element Eisen entspricht. Ein zerfallender Atomkern zerfällt immer in
Abb. 2.1.: Übersicht der Bindungsenergie häufiger Isotope
Richtung Maximum, sodass er im Endzustand möglichst stabil ist.
2.2. Zerfallsgesetze
Es wurde bereits besprochen, dass ein zerfallender Kern den stabilsten Zustand
präferiert. Nun soll darauf eingegangen werden, welche Gesetze den Zerfall beschreiben.
Quantenmechanisch ist ein Zerfall ein Übergang zwischen zwei Zuständen, der
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