Warum wird ein Kern instabiler, wenn man die Zahl der Neutronen erhöht? Ich weiß, dass das Hinzufügen von mehr Protonen die elektrostatische Abstoßung erhöht, daher ist der Kern instabiler, aber welche Wirkung hat das Hinzufügen von mehr, da Neutronen neutral sind?
Das ist also ein wenig komplex, und ich vereinfache stark, aber hier geht's ...
Jedes System in der Quantenwelt endet mit bestimmten zulässigen Energieniveaus. Gemäß dem Pauli-Ausschlussprinzip können Teilchen diese Ebenen nur dann besetzen, wenn sie sich von anderen unterscheiden – sie können also unterschiedliche Spins oder Ladungen usw. haben. Im Fall eines Kerns führt dies dazu, dass es getrennte mögliche Zustände für die gibt Neutronen und Protonen.
Im Allgemeinen wollen sich diese Systeme in Richtung der niedrigstmöglichen Energiezustände entwickeln. Sie können sich also ein Heliumatom mit zwei Protonen und zwei Neutronen vorstellen, in welchem Fall sie alle im niedrigstmöglichen Zustand existieren können. Ok, jetzt fügen wir ein Neutron hinzu. In diesem Fall sind die niedrigsten Zustände bereits besetzt, also muss das neue Neutron in einem höheren Energiezustand sein.
Gehen Sie nun im Periodensystem weiter nach oben. Bei vielen Neutronen und Protonen hat man irgendwann Asymmetrien, die sehr große Energien darstellen. Das heißt, um ein weiteres Neutron hinzuzufügen, müsste es in ein sehr hohes Energieband gehen. Wenn es ein freies Protonenband bei einer niedrigeren Energie gibt, dann ist die Gesamtenergie des Kerns niedriger, wenn das Neutron einem Beta-Zerfall unterliegt, sodass dies ein bevorzugter Weg wird.
Benutzer182521
ProfRob
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