 Verfasst am: 21. Sep 2011 09:09 Titel: |
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| Ich will mal versuchen, Deine zweite Frage zu beantworten, wieso bestimmte Atomkerne zerfallen und es zu radioaktiven Reaktionen kommt.
Dazu muss man sich zunächst Mal fragen, wieso Atomkerne sich überhaupt bilden und stabil sind: Sie bestehen nämlich aus positiv geladenen Protonen und aus neutralen Neutronen. Positiv geladene Teilchen stoßen sich ab. Der Atomkern müsste also auseinanderfliegen. Sie dürften gar nicht entstehen. Da das nicht geschieht, haben die Physiker schon früh im letzten Jahrhundert angenommen, dass eine weitere Kraft im Spiel sein muss, die Kernkraft. Diese Kernkraft muss stärker sein als die elektromagnetische Kraft, so dass die Abstoßung zwischen den Protonen keine Rolle spielen darf im Kern. Es hat die Physiker Jahrzehnte und zigtausende Experimente in Beschleunigern gebraucht, um der Kernkraft auf die Spur zu kommen. Sie ist nämlich alles andere als trivial zu verstehen. Zunächst hat man angenommen, sie würde vorallem zwischen Neutronen und Protonen wirken: Die Atomkerne sind nämlich nur stabil, wenn das Mischungsverhältnis von Protonen und Neutronen in ihnen stimmt. Kerne, die nur aus Protonen bestehen (außer dem Wasserstoffkern) oder die nur aus Neutronen bestehen, gibt es nicht. Sie sind nicht nur nicht stabil, sondern sie bilden sich gar nicht. Die Annahme, das die Kräfte zwischen Protonen und Neutronen direkt wirken, hat sich aber bald als unhaltbar erwiesen. Erfolg brachte schließlich das Modell der starken Wechselwirkung im Rahmen des heutigen Standardmodells der Elementarteilchenphysik. In diesem Modell ist die Kernkraft, also die Kraft, die Neutronen und Protonen in Atomkernen zusammenhält, eine Restwechselwirkung, sozusagen ein Abfallprodukt der starken Wechselwirkung. Die starke Wechselwirkung wirkt im Inneren von Protonen und Neutronen: Sie bindet die Quarks aneinander, aus denen sich Protonen und Neutronen zusammensetzen. Sie wirkt besonders stark dann, wenn die Quarks aus ihrem Gefängnis, aus dem Proton oder Neutron, zu entflüchten versuchen. Dann ist sie so stark, dass es den Quarks unmöglich wird, einzeln zu entkommen: Man hat daher bisher nie ein einzelnes, ungebundenes Quark zu sehen bekommen. Nun, das Ganze zeigt schon, dass es mit Sicherheit nicht einfach zu berechnen ist, wann ein Atomkern stabil ist und wann nicht. Aber anschaulich kann man es sich schon machen: Die Restkräfte, die sich zwischen Protonen und Neutronen aufgrund ihrer Zusammensetzung aus Quarks entwickeln, müssen eben stark genug sein, den Klumpen aus Protonen und Neutronen nicht auseinanderfallen zu lassen. Und bei einigen Atomkernen halten sich diese Restkräfte eben gerade so im Grenzbereich: Man muss sich das vorstellen, wie wenn man Dinge dürftig mit einer Knetmasse zusammenbappt: Eine Zeit lang hält das Konstrukt und irgendwann fällt es dann auseinander. Ähnliches geschieht mit den Atomkernen. |
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| Verfasst am: 20. Sep 2011 20:24 Titel: Re: kernwandlungsgleichungen |
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Korrekt, das ist ein einfacher Beta-Zerfall: ein Neutron wandelt sich in ein Proton um, ein Elektron wird emittiert. (Bei der angegebenen Reaktion fehlt noch das entstehende Elektron-Antineutrino.)
Genau. An der Reaktion ist einiges falsch. - Tatsächlich hat Polonium die Kernladungszahl 84.
Nein, die Summe der Massenzahlen darf sich bei so einer Reaktion gar nicht ändern. Wie könnte man die Reaktionsgleichung leicht abwandeln, damit die Bilanz ausgeglichen ist? (Tipp: die Reaktion ist wichtig bei der Kernspaltung zur Energiegewinnung. So wie sie momentan dasteht, würde keine Kettenreaktion aufrecht erhalten werden können.)
So wie es dasteht, stimmt es leider nicht. Ein Element hat eine fest definierte Kernladungszahl (im Fall von Cobalt 27). Es gibt also kein Isotop
Auch hier kann die Reaktion schon deshalb nicht stattfinden, weil weder die Summe der Massenzahlen noch die der Kernladungszahlen links und rechts übereinstimmen. |
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| Verfasst am: 20. Sep 2011 00:22 Titel: kernwandlungsgleichungen |
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| Meine Frage:
Hallo Ihr Lieben, ich versuche gerade meinen Arbeitszettel zum Thema "Arten Radioaktiver Strahlung" nachzuvollziehen. Hier ist angegeben das Bsp. bei alpa Strahlung - die Massenzahl um 4 verrringert wird und die Ordnungszahl um 2 - das ist mir auch soweit klar und wenn ich bspw Und was ich auch noch nicht so ganz verstanden habe ist wie es überhaupt zhu dem Zerfall kommt - was muss man also mit den Atomen machen damit ein Zerfall auftritt.... Hier erstmal meine Aufgabe und Ideen dazu: Meine Ideen: 1.Bei folgenden Beispielen soll die Richtigkeit geprüft werden a) Ich würde sagen das ich richtig denn Betazerfall mit Z-1 b) Ich würde sagen falsche denn Massenzahl muss doch insgesamt gleich bleiben (10=2+9) oder? So aber jetzt hört es auf: 2.Man beschießt ein Atomkern mit alpha Teilchen oder Neutronen ? Überprüfe die Gleichung a) Die Massenzahl ist hier nur um 2 verringert wenn man alles zusammenrechnet ? heißt das es ist falsch oder geht auch 0,5 zerfall? b) ich würde sagen das es richtig ist ? beta Strahlung denn ordungszahl +1 c) Das würde ich sagen stimmt nicht ? beta Strahlung kann es nicht sein denn die Massenzahlen verändern sich ? alpha Strahlung passt nicht weil die Massenzahl nicht in 4schritten reduziert wird. Aus Aufgabe 2 würde ich jetzt ableiten das man Atomkerne mit Alphateilchen beschießt um alpha zerfall zu bekommen und mit Neutronen um beta Strahlung zu bekommen?!? Ich hoffe meine Fragen sind verständlich und nicht allzu "dumm" Ich freue mich über jede Hilfe DANKE |
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