Radioaktivitat 



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Die Beziehung zwischen der Reichweite R 

 und der Geschwindigkeit v der a-Partikeln 

 laBt sich durch eine Gleichung von der 

 Form v 3 ==a(R x) darstellen, wenn x 

 den Abstand von der Strahlenquelle und a 

 eine Konstante bezeichnet. Hieraus laBt 

 sich die lonisation, die an jeder Stelle der 

 Bahn herrscht, unter der naheliegenden 

 Annahme bereehnen, daB die von einer 

 a-Partikel liings eines Wegelementes er- 

 zengte lonisation proportional dem Verlust 

 der a-Partikel an kinetischer Energie ist. 

 Unter dieser Voraussetzung ergibt sich fur 

 die lonisation J die Gleichung: 



J = 



b 



(R-xf 



wenn b eine Konstante ist. Diese Gleichung 

 liefert eine befriedigende Uebereinstimmung 

 mit der experimentell erhaltenen lonisations- 

 kurve, wenn beriicksichtigt wird, daB die 

 a-Strahlen auf ihrem Wege eine geringe 

 Zerstreuung erfahren. Eine eingehende 

 Uebersicht iiber die Eigenschaften der a- 

 Strahlen ist von Geiger (Phys. Zeitschr. 

 1910) gegeben worden. 



3d) Sekundarstrahlen. RiickstoB- 

 wirkung. Beim Auftreffen auf Materie 

 erzeugen alle drei Strahlenarten Sekundar- 

 strahlen. 



Von einem durch ft- und y- Strahlen ge- 

 troffenen Kb'rper gehen wieder /?- und y- 

 Strahlen aus, welche tertiare Strahlen usw. 

 bilden konnen. 



Die bei den Versuchen iiber die Ladung 

 der Strahlen bereits erwahnten Sekundar- 

 strahlen der a-Strahlen werden nach J. J. 

 Thomson als <5-Strahlen bezeichnet. Sie 

 bestehen wie die /3-Strahlen aus negativ 

 geladenen Elektronen, ihre Geschwindigkeit 

 betragt jedoch nur einen geringen Bruchteil 

 der Geschwindigkeit der letzteren (Ewers, 

 1906). 



Werden von einem radioaktiven Stoff 

 a- oder 5-Strahlen ausgesandt, so sollte der 

 nach Emission der Strahlen verbleibende 

 Rest negativ geladen sein, wenn nur a- 

 Strahlen ausgesandt werden, und positiv, 

 wenn nur /S- Strahlen das Praparat verlassen. 

 In Wirklichkeit besitzen jedoch die nach 

 Aussendung der Strahlen verbleibenden 

 Restteilchen stets eine positive Ladung. 

 Diese Erscheinung ist auf die Wirkung der 

 zugleich mit den a-Partikeln auftretenden 

 negativ geladenen <5-Partikeln zuriickzu- 

 ftihren. 



Die Ladung der Restteilchen erlaubt es, 

 diese mit Hilfe eines elektrischen Feldes zu 

 konzentrieren. Von Rutherford (Phil. 

 Mag. 1900) ist die Beobachtung gemacht, 

 daB die aus gasformigen radioaktiven Stoffen 

 entstehenden Restteilchen, die sogenannten 

 aktiven Niederschlage (vgl. Abschnitt 50), 



sich auf der negativen Elektrode eines in 

 dem Gase erzeugten elektrischen Feldes an- 

 i sammeln lassen. Die von einem festen radio- 

 aktiven Stoffe gebildeten Restteilchen sind 

 von Hahn (Phys. Zeitschr. 1909) in ahn- 

 licher Weise nachgewiesen worden, indem 

 eine negativ geladene Metallplatte dem. 

 Praparate in moglichst geringer Entfernung 

 gegeniiber gestellt wurde. 



Wird von einem Teilchen eines aktiven 

 Stoffes eine a-Partikel ausgesandt, so mussen 

 die Impulse, welche die a-Partikel und der 

 Rest des Teilchens in entgegengesetzter 

 Richtung erfahren, einander gleich sein. 

 Es muB also das Produkt aus Masse und 

 Geschwindigkeit fiir die ausgesandteii a- 

 Partikeln, d. h. Heliumatome, dasselbe 

 sein wie fiir die Restteilchen. Machen wir die 

 Annahme, deren Begriindung wir spater 

 (Abschnitt 4b) kennen lernen werden, daB 

 die Restteilchen aus den nach der Fort- 

 schleuderimg einer a-Partikel verbleibenden 

 Restatomen des radioaktiven Stoffes be- 

 stehen, so ist das Verhaltnis der Masse der 

 a-Partikel zu der des Restatoms mindestens 

 gleich 4 /24o> da das hochste bekannte Atom- 

 gewicht, das des Urans, 238,5 betragt und 

 das des Heliums gleich vier ist. Da die An- 

 fangsgeschwindigkeit der a-Partikel (vgl. 

 Abschnitt sb) groBer ist als 1,5 x 10 9 cm/sec, 

 so berechnet sich fiir die Anfangsgeschwindig- 

 keit des Restatoms ein Wert von mindestens 

 10 7 cm/sec. Nur etwa den 100. Teil dieses 

 Wertes betragt die RiickstoBgeschwindigkeit, 

 welche dem Restatom bei der Ausschleude- 

 rung einer /?-Partikel erteilt wird. 



Wenn diese Geschwindigkeiten der durch 

 RiickstoB fortgeschleuderten Restteilchen im 

 Vergleich mit den Geschwindigkeiten der 

 a- und /5-Partikeln zwar gering erscheinen, 

 so sind sie doch sehr groB im Vergleich mit 

 der durchsclmittlichen Geschwindigkeit eines 

 gewohnlichen Gasmolekiils. Sie befahigen 

 die Restteilchen eines festen radioaktiven 

 Stoffes, das Ausgangsmaterial zu verlassen 

 und in die umgebende Luft eiuzutreten. Die 

 ,,RiickstoBatome" vermogen diinne Metall- 

 schichten zu durchdringen und neutrale 

 Gasmolekiile zu ionisieren. Nach den Ver- 

 suchen von Makower (Phil. Mag. 1910) 

 iiber die Ablenkung der RuckstoBteilchen 

 im elektrischen und magnetischen Felde, 

 stehen ihre Geschwindigkeit und das Ver- 

 haltnis zwischen ihrer Ladung und ihrer 

 Masse im Einklang mit der oben gemachten 

 Annahme uber die Natur der Restteilchen. 



3e) Chemische Wirkungen der 

 Strahlen. Die von stark aktiven Prapa- 

 raten ausgesandteii Strahlen vermogen che- 

 mische Reaktionen hervorzurufen, z. B. die 

 Zersetzung von W asser > Kohlensaure, Koh- 

 lenoxyd, Ammoniak und Salzsaure herbei- 

 zufiihren. In der Regel treten unter dern. 



