Radioaktiver-Zerfall-Rechner

Reale Isotope zerfallen selten direkt zu einem stabilen Nuklid — U-238 durchläuft etwa 14 aufeinanderfolgende Zerfälle (über Thorium, Radium, Radon, Polonium und weitere), bevor es schließlich das stabile Pb-206 erreicht, mit Halbwertszeiten von Milliarden Jahren bis hinab zu Mikrosekunden. Ist ein Zwischenschritt viel kurzlebiger als sein Mutternuklid, erreicht die Reihe ein säkulares Gleichgewicht: Die Aktivität jedes Tochternuklids koppelt sich an die Zerfallsrate des Mutternuklids — deshalb beschreibt eine einzelne Exponentialfunktion wie die hier dargestellte den Rückgang des Mutternuklids weiterhin korrekt, obwohl die vollständige Reihe über ein Dutzend Schritte umfasst.

Jeder instabile Kern zerfällt in einem Moment, den niemand vorhersagen kann — es gibt keinen inneren Countdown, nur eine feste Wahrscheinlichkeit pro Sekunde. Doch bei Billionen von Atomen mittelt sich dieser Zufall zur glatten Kurve, die du hier siehst. Die Halbwertszeit ist einfach die Zeit, in der eine Probe die Hälfte ihrer Atome verliert, sodass nach 3 Halbwertszeiten nur noch (1/2)³ = 1/8 übrig ist — unabhängig von der Ausgangsmenge.

Lehrbücher sagen, Zerfallsraten seien unabhängig von Temperatur, Druck und Chemie — und für Alpha- und Betazerfall stimmt das nahezu perfekt. Doch Isotope, die durch Elektroneneinfang zerfallen, wie Beryllium-7, borgen sich ein Elektron aus der eigenen Hülle, sodass ihre Rate von der Elektronendichte am Kern abhängt. Chemiker haben die Halbwertszeit von Be-7 (~53 Tage) um rund 1 % verschoben, allein durch Änderung der chemischen Verbindung oder durch Druck.