Säkulares Gleichgewicht

Der Begriff säkulares Gleichgewicht oder dauerndes Gleichgewicht entstammt der Kernphysik und beschreibt eine Beziehung zwischen den Aktivitäten von Radionukliden innerhalb einer Zerfallskette oder bei der Herstellung von künstlichen Radionukliden. Übergeordnet spricht man von radioaktivem Gleichgewicht.

Bei einigen Radionukliden ist das Zerfallsprodukt („Tochternuklid“) selbst wieder radioaktiv, dies kann – wie zum Beispiel bei den primordialen Isotopen von Uran und Thorium – mehrere Generationen umfassen.

Wenn die Halbwertszeit des Mutternuklids wesentlich länger als die des Tochternuklids ist, dann nähert sich die Aktivität des Tochternuklids mit der Zeit an die Aktivität des Mutternuklids an. Wenn beide Aktivitäten gleich sind, ist das säkulare Gleichgewicht erreicht, da in diesem Zustand das Mutternuklid durch den Zerfall immer gerade so viele Atome des Tochternuklids nachliefert, wie im gleichen Zeitraum Tochternuklidatome zerfallen.

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  Säkulares Gleichgewicht: Nach 10 Halbwertszeiten ist der Gleichgewichtszustand erreicht (Halbwertszeit der Mutter deutlich länger als die der Tochter)

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  Transientes Gleichgewicht: Die Halbwertszeit des Mutternuklides liegt noch deutlich über der des Tochternuklides (Schnittpunkt bei der maximalen Tochteraktivität)

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  Fehlendes Gleichgewicht: Kein Gleichgewicht wird mehr erreicht, wenn die Halbwertszeiten in der gleichen Größenordnung liegen (Schnittpunkt erneut bei der maximalen Tochteraktivität)