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Zerfallstheorie 449
Atom steht im Schema der chemischen Elemente um zwei Stellen nach
links gerückt. Bei der Aussendung eines f-Teilchens aus dem Atomkern
steigt Kernladung und Ordnungszahl um eine Einheit (Fig. 519).
Dabei findet sich nun oft an gleicher Stelle des periodischen Systems
der Elemente mehr als ein Stoff, z. B. UI und UII oder Pb, RaG, RaD,
ThD, AcD, RaB, ThB, AcB usw. Man nennt solche Stoffe, die sich zwar
ein wenig im Atomgewicht und radioaktiven Eigenschaften, nicht aber
im allgemeinen in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften
unterscheiden, „1so top“. Die Isotopie ist übrigens keine auf radioaktive
Elemente beschränkte Eigenschaft; F. W. Aston hat auch für viele in-
aktive (stabile) Elemente die Existenz von Isotopen nachgewiesen.
So besteht Cl mit dem Verbindungsgewicht 35,46 aus Atomarten mit dem Atom-
gewicht 35 und 37; Hg mit AG — 200,6 aus Atomarten 202, 200, 199, 201, 198, 204,
196, 197, 203 (geordnet nach fallender Hiaufigkeit) usf. Man bezeichnet die durch eine
Ordnungszahl charakterisierten Stoffe als ein Element und unterscheidet sinngemáB in
»Reinelemente’ (z. B. die Elemente F oder Na) und ,,Mischelemente'.
Das Zerfallsgesetz fiir einheitliche Substanzen lautet N, = N,e-**,
Darin bedeutet N, die zur Zeit £ vorhandene Anzahl Atome dieser Art,
N, die Anzahl zu Beginn der Betrachtung, e die Basis der natürlichen
Logarithmen (e — 2,718. . ), A die Zerfallswahrscheinlichkeit oder
Zerfallskonstante. Da die Wirkung proportional der Zahl der zer-
fallenden Atome ist, die Zahl der zerfallenden Z — AN, wiederum der
Zahl der jeweils vorhandenen (Nj), so wird auch jede (z. B. die Ioni-
sations-) Wirkung durch eine formal gleiche Beziehung /, — /,e-^/ aus-
gedrückt. Die Zerfallswahrscheinlichkeit 4 ist hierin definiert als der
Quotient der in der Zeiteinheit zerfallenden Atome durch die Gesamt-
zahl der vorhandenen. Der reziproke Wert v — i heißt die mittlere
Lebensdauer. Unter Halbierungszeit (Halbwertszeit) T versteht man
jene Zeit, fiir welche jeweils J, = Jy Esist T —r-lognat 2 — 0,0931
— 21003
Nach 2 7 ist nur mehr }, nach 3 7 nur mehr # der ursprüng-
lichen Atome vorhanden usf.; nach 6,64 T
ist der Anfangswert auf I % , nach rund ro T ZT
auf I °%%0o abgefallen.
Für eine Folge sich sukzessive ineinander
verwandelnder Produkte einer Umwandlungs-
reihe gelten analoge, wenn auch etwas kompli-
Ziertere Gesetze. Reziprok zum Zerfall (z. B.
I in Fig. 520) erfolgt die Bildung einer radio-
aktiven Substanz aus langlebiger Mutter-
substanz (z. B. II in Fig. 520). Fig. seo.
Da im Gleichgewichtszustand einer IZerfall nach N,= Nye—%
Zerfallsreihe von jeder Atomart ebenso- IIBildung , N,- N«(1—2e-—2?.
È
