Das β-Spektrometer — Messung der kontinuierlichen ...

2.3 Der β-ZerfallDer Kehrwert der Zerfallskonstanten wird als mittlere Lebensdauer τ des Zerfalls bezeichnetund gibt diejenige Zeit an, nach der die Zahl N 0 auf 1/e ihres Anfangsbestandsabgefallen ist, d.h. N(τ) = N 0 /e. Es gilt der Zusammenhang:τ = 1 λ = T 1/2ln 2.AktivitätDie Messung dieser Zerfallsgrößen beruht auf der Bestimmung der Aktivität einerProbe. Sie ist zahlenmäßig gleich der Abnahme der sich umwandelnden Kerne proZeiteinheit:A(t) = − dNdt = λ · N(t) .Die Aktivität A(t) einer radioaktiven Substanz fällt demnach mit der gleichen Halbwertszeitwie N(t) exponentiell ab:A(t) = A 0 · e −λt mit A 0 = λ · N 0 .Im Jahre 1975 hat die Generalkonferenz für Maß und Gewicht für die Einheit derAktivität den Namen Becquerel eingeführt:1 Bq = 1 Zerfall/s .Ursprünglich wurde die Aktivitätseinheit Curie verwendet, wobei 1 Ci = 37 GBq meint.1 Ci ist definiert als die Aktivität von einem Gramm Radium. Die Festlegung diesesZahlenwerts ist historisch begründet. Auch der menschliche Körper selbst ist eineradioaktive Quelle durch den Anteil von Kohlenstoff ( 14 C) und Kalium ( 40 K) im Körper.Die Aktivität eines Körpers von 75 kg Masse ist etwa 7500 Bq [15].2.3. Der β-ZerfallDie Erforschung des radioaktiven β-Zerfalls der Atomkerne hat in der Entwicklungder Kernphysik eine entscheidende Rolle gespielt. Zu der Entdeckung einer neuenfundamentalen Kraft, der schwachen Wechselwirkung 10 , kommt das Auftreten einesunbekannten Teilchens hinzu [13].10 Die schwache Wechselwirkung ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie kann wie andere Kräftefür Energie- und Impuls-Austausch sorgen, wirkt aber vor allem bei Zerfällen oder Umwandlungen.Sie ist für den Zerfall von Quarks und Leptonen verantwortlich; der β-Zerfall ist das prominentesteBeispiel dafür [11].11