Stabile Kerne - Abweichung von gleichen Protonen und Neutronen

Beim Studium der halbempirischen Massenformel für Kerne stieß ich auf einen „Asymmetriebegriff“, dessen Funktion, soweit ich verstehe, darin besteht, die Tatsache einzubauen, dass Kerne „bevorzugt“ haben, die gleiche Anzahl von Protonen und Neutronen zu haben. Dies erklärt sich aus dem Pauli-Ausschlussprinzip; Die Neutronen und Protonen sind unterscheidbar und haben daher unterschiedliche Energieniveaus. Wenn also die Anzahl der Neutronen und Protonen nahe beieinander liegt, haben die Kerne eine kleinere Energie.

Es wird jedoch beobachtet, dass große stabile Kerne mehr Neutronen als Protonen haben. Warum ist das so? Wenn Kerne es vorziehen, gleiche Protonen und Neutronen zu haben, sollten die stabilen Kerne nicht entlang der N = Z-Linie liegen? (im Bild)

Diagramm der stabilen Kerne

Antworten (2)

Schauen Sie sich die anderen Terme an ... betrachten Sie insbesondere den Coulomb-Term, da dieser nur von der Protonenzahl abhängt.

Waleckas Buch schreibt es so

E 3 = 3 5 Z ( Z − 1 ) 4 π R C e 2 ≈ A 3 Z 2 A 1 / 3 .
Dieser Term ist streng positiv und wächst schnell mit zunehmender Ordnungszahl, während er durch wachsende Neutronenzahl leicht verringert wird.

Irgendwann beginnt dieser Beitrag den Energiebedarf der Neutronentartung zu überwiegen.

Natürlich ... Ich habe den Asymmetriebegriff isoliert betrachtet, also ist mir das nicht aufgefallen. Danke.

Neutronen unterliegen der starken Kraft, die den Kern zusammenhält, aber nicht der elektrischen Kraft, die nur die Protonen auseinanderdrückt. In diesem Sinne ist es für einen Kern stabiler, ein paar freie Neutronen zu haben, um die Protonen auseinanderzuhalten und sie zusammenzuhalten.

Das Abstandsargument ist eine schöne physikalische Art, es auszudrücken. Aufgewertet!
Stabile Kerne - Abweichung von gleichen Protonen und Neutronen
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