Gamma-Zerfall

Gamma-Zerfall, Art der Radioaktivität, bei der einige instabile Atomkerne überschüssige Energie durch einen spontanen elektromagnetischen Prozess abgeben. Bei der häufigsten Form des Gammazerfalls, der so genannten Gammastrahlung, werden Gammastrahlen (Photonen oder elektromagnetische Energiepakete von extrem kurzer Wellenlänge) abgestrahlt. Zum Gammazerfall gehören auch zwei andere elektromagnetische Prozesse, die interne Konversion und die interne Paarbildung. Bei der internen Konversion wird die überschüssige Energie eines Kerns direkt auf eines seiner eigenen umlaufenden Elektronen übertragen, wodurch das Elektron aus dem Atom ausgestoßen wird. Bei der internen Paarbildung wird überschüssige Energie innerhalb des elektromagnetischen Feldes eines Kerns direkt in ein Elektron und ein Positron (positiv geladenes Elektron) umgewandelt, die gemeinsam emittiert werden. Die interne Umwandlung geht immer bis zu einem gewissen Grad mit dem vorherrschenden Prozess der Gamma-Emission einher. Einige Kerne einer Probe zerfallen durch Gammastrahlung, andere durch interne Umwandlung. Die Erzeugung interner Paare setzt voraus, dass die Überschussenergie des instabilen Kerns mindestens der kombinierten Masse eines Elektrons und eines Positrons entspricht (d. h. mehr als 1.020.000 Elektronenvolt).

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Radioaktivität: Gammazerfall

Die nuklearen Gammazerfälle gehören zu der großen Klasse der elektromagnetischen Übergänge, die auch die Hochfrequenzemission von Antennen umfasst…

Die instabilen Kerne, die einem Gammazerfall unterliegen, sind entweder die Produkte anderer Arten von Radioaktivität (Alpha- und Betazerfall) oder eines anderen nuklearen Prozesses, wie z. B. Neutroneneinfang in einem Kernreaktor. Diese Produktkerne haben mehr als ihre normale Energie, die sie in diskreten Mengen als Gammastrahlenphotonen verlieren, bis sie ihr niedrigstes Energieniveau oder ihren Grundzustand erreichen.

Typische Halbwertszeiten für Gammastrahlung sind unermesslich kurz (von etwa 10-9 bis 10-14 Sekunden). Wenn die Halbwertszeiten für die Gammastrahlung messbar sind, werden der Kern im höheren Energiezustand vor der Abstrahlung eines Photons und der Kern im niedrigeren Energiezustand als Kernisomere bezeichnet. Siehe auch Isomer.