Radioaktiver Zerfall - analytische Herleitung und Beispiele
Die Gleichung 
ist eine der bekanntesten der Mathematik und wird in der zehnten Schulstufe eingeführt. In der zwölften Schulstufe ist es Dir nun mit Hilfe der Integralrechung möglich, ausgehend vom Ansatz 
obige Relation per Differentialgleichung analytisch herzuleiten.
Hier (pdf-Datei, 85 kB) ist diese Herleitung Schritt für Schritt nachvollziehbar. Zuerst wird der allgemeine Fall besprochen und dann der Bezug auf die Anwendung beim radioaktiven Zerfall hergestellt.
Zusätzlich sind für Dich drei Standardaufgaben angegeben, um Dir Möglichkeit zu geben, die Verwendung der Gleichung zu wiederholen.
Beispiele zum radioaktiven Zerfall
 Merke:
Halbwertszeit: Der Zeitraum, in dem eine (meist exponentiell) abfallende Größe auf die Hälfte ihres Anfangswertes abgesunken ist. Die physikalische Halbwertszeit ist die für jedes Isotop eines radioaktiven Elementes charakteristische Zeitdauer, in der von einer ursprünglichen vorhandenen Anzahl radioaktiver Kerne bzw. instabilen Elementarteilchen die Hälfte zerfallen ist (entnommen aus Brockhaus in 5 Bänden, zweiter Band). |
Aufgabe 1
Jod-131 hat eine Halbwertszeit von 8 Tagen. Berechne den Parameter λ (Basiszeiteinheit 1 Tag und 1 Jahr) in der Zerfallsgleichung auf 6 gültige Nachkommastellen! |
Aufgabe 2
Von Kobalt-60 ist nach 3,88 Jahren 40% des Ausgangsmaterials zerfallen. Wie groß ist die Halbwertszeit dieses Isotops? |
Aufgabe 3
Von 24000 Cäsium-137-Kernen sind nach einer bestimmten Zeit |
21771 Kerne zerfallen. Die Halbwertszeit des Isotops beträgt 2,1 Jahre. Berechne
Aufgaben im pdf-Format
Die Angaben zu den Aufgaben findet man hier (pdf-Datei, 43 kb).
Lösungen im pdf-Format
Die Lösungen zu diesen Aufgaben findet man unter: Lösungen (pdf-Datei, 59 kb).
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